DE202011111134U1

DE202011111134U1 - Fixierharzzusammensetzung zur Verwendung in einem Rotor

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Publication number: DE202011111134U1
Application number: DE202011111134.6U
Authority: DE
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2020-08-19
Anticipated expiration: 2021-08-30
Also published as: EP2613426B1; US9960646B2; SG188261A1; US20130162063A1; PL2613426T3; KR101508080B1; RS62746B1; CN103081301B; HUE062902T2; RU2013114483A; HUE057180T2; PT2613426T; EP3859944A1; WO2012029278A1; PT3859944T; EP2613426A4; KR20130060304A; EP3859944B1; BR112013004947A2; CN103081301A

Abstract

Fixierharzzusammensetzung, die zum Bilden eines Fixierelements in einem Rotor (100) verwendet wird, der mit
einem Rotorkern (110), der an einer Drehwelle (170) fixiert und installiert ist, in dem eine Mehrzahl von Lochabschnitten (150) ausgebildet ist, die entlang des Umfangsabschnitts der Drehwelle (170) angeordnet sind,
einem Magneten (120), der in den Lochabschnitt (150) eingesetzt ist, und
dem Fixierelement (130) versehen ist, das in einem Trennabschnitt (140) zwischen dem Lochabschnitt (150) und dem Magneten (120) bereitgestellt ist,
wobei die Fixierharzzusammensetzung einschließt:
ein wärmeaushärtendes Harz (A), das ein Epoxyharz (A1) enthält,
ein Aushärtungsmittel (B) und
einen anorganischen Füllstoff (C),
wobei der Gehalt des anorganischen Füllstoffs (C) 50 Massen-% oder mehr und 93 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung beträgt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fixierharzzusammensetzung zur Verwendung in einem Rotor.
STAND DER TECHNIK
In letzter Zeit wurden in dem Fachgebiet von Rotoren Techniken verwendet, bei denen ein Permanentmagnet in einen Lochabschnitt eingesetzt wird, der in einem Rotorkern bereitgestellt ist, und ein flüssiges Harz zwischen dem Lochabschnitt und dem Permanentmagneten zum Fixieren des Permanentmagneten an dem Rotorkern gefüllt wird. In einem solchen technischen Gebiet werden üblicherweise ein Urethanharz, ein Epoxyharz und dergleichen als flüssiges Harz verwendet. Diese Technologie ist z.B. im Patentdokument 1 beschrieben.
Ferner sind im Patentdokument 2 ein Epoxyharz zum Einkapseln eines Motors, das zum Einkapseln eines Motors verwendet wird, und ein Formgegenstand beschrieben, der durch Aushärten desselben gebildet wird. Es ist beschrieben, dass bei dem Formgegenstand Arbeitsumgebungseigenschaften, eine Produktivität, eine Wärmebeständigkeit, eine Wärmeleitfähigkeit, eine Lösungsmittelbeständigkeit, eine Wasserbeständigkeit bei hoher Feuchtigkeit und ein niedriger linearer Ausdehnungskoeffizient erhalten werden. Aus diesem Grund wird davon ausgegangen, dass der im Patentdokument 2 beschriebene Formgegenstand für ein Gehäuse eines Motors verwendet wird.
Darüber hinaus weist der im Patentdokument 3 beschriebene Rotor eine Struktur auf, bei der ein zweiter Lochabschnitt, der mit einem ersten Lochabschnitt in Verbindung steht und entlang der Drehrichtung des Rotors angeordnet ist, auf der Seite des ersten Lochabschnitts ausgebildet ist, der einen Permanentmagneten aufnimmt. Durch Füllen eines Harzes oder Anordnen einer Feder in dem zweiten Lochabschnitt wird eine Belastung, die auf den Permanentmagneten von der Seitenwand des ersten Lochabschnitts in der Drehrichtung des Rotors ausgeübt wird, vermindert, was so beschrieben ist, dass es ein Brechen des Permanentmagneten verhindern kann. In demselben Dokument ist beschrieben, dass ein Epoxyharz, das mit Siliziumoxid gefüllt ist, als Harz verwendet werden kann, jedoch sind irgendwelche spezifischen Mengen von Siliziumoxid, das zum Füllen verwendet wird, nicht beschrieben. Darüber hinaus ist in diesem Dokument eine Technik zum Füllen eines Harzes in einen Lochabschnitt nicht beschrieben.
Ferner gibt es als Technik zum Füllen eines flüssigen Harzes zwischen dem Lochabschnitt und dem Magneten des Rotorkerns zwei Techniken, und zwar eine Zuerst-hinein-Technik und eine Beschichtungstechnik. Die Zuerst-hinein-Technik weist die folgenden Schritte auf. Zuerst wird ein flüssiges Harz durch eine Abgabeeinrichtung in einen Lochabschnitt eines Rotorkerns gefüllt. Danach wird ein Magnet in den mit dem flüssigen Harz gefüllten Lochabschnitt eingesetzt. Die Zuerst-hinein-Technik ist in den Patentdokumenten 4 und 5 beschrieben. Andererseits weist das Beschichtungsverfahren die folgenden Schritte auf. Zuerst wird der Magnet mit einer Bürste mit dem flüssigen Harz beschichtet. Der mit dem flüssigen Harz beschichtete Magnet wird in den Lochabschnitt des Rotorkerns eingesetzt. Das Beschichtungsverfahren ist im Patentdokument 6 beschrieben.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

[Patentdokument 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2007-236020
[Patentdokument 2] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-13213
[Patentdokument 3] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002-359942
[Patentdokument 4] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2005-304247
[Patentdokument 5] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H11-98735
[Patentdokument 6] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-199303

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
In der vorstehend beschriebenen Technologie wird ein flüssiges Harz verwendet und folglich gibt es nach wie vor Raum für eine Verbesserung der mechanischen Festigkeit eines Harzes zum Fixieren eines Permanentmagneten. Ferner soll das im Patentdokument 2 beschriebene Epoxyharz den gesamten Motor bedecken. Daher ist es schwierig, das im Patentdokument 2 beschriebene Harz zum Zweck des Fixierens des Permanentmagneten zu verwenden.
Ferner ist im Patentdokument 3 eine Technik zum Füllen eines Harzes zwischen dem Lochabschnitt des Rotorkerns und dem Magneten nicht deutlich beschrieben. Auf der Basis des üblichen allgemeinen Fachwissens zur Zeit der Anmeldung des Patentdokuments 3 und der Fülltechniken, die in den Patentdokumenten 4 bis 6 beschrieben sind, kann jedoch davon ausgegangen werden, dass das im Patentdokument 3 beschriebene Füllverfahren eine Technik zum Füllen eines flüssigen Harzes nutzt. Darüber hinaus ist im Patentdokument 3 weder eine Vorrichtung zum Füllen eines festen Harzes oder ein Füllverfahren unter Verwendung der Vorrichtung noch eine Aufgabe des Verwendens eines flüssigen Harzes beschrieben.
Dabei wird, obwohl jedwedes der Verfahren zum Füllen eines flüssigen Harzes, wie es in den Patentdokumenten 4 bis 6 beschrieben ist, als Verfahren zum Füllen des Harzes verwendet wird, wie es im Patentdokument 3 beschrieben ist, üblicherweise davon ausgegangen, dass ein flüssiges Harz, dem eine überschüssige Menge Siliziumoxid zugesetzt ist, in dem Fall des Zusetzens von 50 Massen-% Siliziumoxid zu dem flüssigen Harz nicht gut gefüllt werden kann.
Daher wird selbst dann, wenn Siliziumoxid zugesetzt wird, üblicherweise davon ausgegangen, dass die Zugabemenge von Siliziumoxid höchstens 10 Massen-% oder weniger auf der Basis des gesamten flüssigen Harzes beträgt.
Demgemäß haben die vorliegenden Erfinder Untersuchungen durchgeführt und als Ergebnis haben sie gefunden, dass die Verschlechterung der Fülleigenschaften eines Harzes, das einen anorganischen Füllstoff enthält, während der Gehalt des anorganischen Füllstoffs bis zu 50 Massen-% oder mehr auf der Basis des gesamten Harzes erhöht wird, durch geeignetes Auswählen eines Formverfahrens, wie z.B. eines Zweistufen-Spritzgießens, verhindert werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft das Folgende.

[1] Fixierharzzusammensetzung, die zum Bilden eines Fixierelements in einem Rotor verwendet wird, der mit einem Rotorkern, der an einer Drehwelle fixiert und installiert ist, in dem eine Mehrzahl von Lochabschnitten ausgebildet ist, die entlang des Umfangsabschnitts der Drehwelle angeordnet sind, einem Magneten, der in den Lochabschnitt eingesetzt ist, und dem Fixierelement versehen ist, das in einem Trennabschnitt zwischen dem Lochabschnitt und dem Magneten bereitgestellt ist, wobei die Fixierharzzusammensetzung ein wärmeaushärtendes Harz (A), das ein Epoxyharz enthält, ein Aushärtungsmittel (B) und einen anorganischen Füllstoff (C) umfasst, und der Gehalt des anorganischen Füllstoffs (C) 50 Massen-% oder mehr auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung beträgt.
[2] Fixierharzzusammensetzung, wie sie in [1] beschrieben ist, die in einer Pulver-, Granulat- oder Tablettenform vorliegt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Rotor mit einer hervorragenden mechanischen Festigkeit bereitgestellt.
Figurenliste
Die vorstehend beschriebenen Gegenstände und weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile werden unter Bezugnahme auf geeignete Ausführungsformen, die später erwähnt werden, und die nachstehenden beigefügten Zeichnungen deutlicher.

1 ist eine Draufsicht, die schematisch den Rotor gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Draufsicht, die schematisch das Formwerkzeug zum Zweistufen-Spritzgießen gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine vergrößerte Ansicht, die schematisch einen Teil des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Teil des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch den Rotor gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine Draufsicht, die schematisch den Rotor gemäß eines Modifizierungsbeispiels zeigt.
8 ist eine Draufsicht, die schematisch den Rotor gemäß eines Modifizierungsbeispiels zeigt.
9 ist eine Draufsicht, die schematisch den Rotor gemäß eines Modifizierungsbeispiels zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Dabei sind in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen den gleichen Komponenten zugeordnet und eine entsprechende Erläuterung wird gegebenenfalls nicht wiederholt.
Die 1 ist eine Draufsicht des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die 4 ist eine Querschnittsansicht eines Teils des Rotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Der Rotor 100 der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Rotorkern 110, der an einer Drehwelle (Welle 170) fixiert und installiert ist, in dem eine Mehrzahl von Lochabschnitten 150, die entlang des Umfangsabschnitts der Drehwelle angeordnet sind, ausgebildet ist, einen Magneten 120, der in den Lochabschnitt 150 eingesetzt ist, und ein Fixierelement 130, das durch Aushärten einer Fixierharzzusammensetzung gebildet wird, die zwischen dem Lochabschnitt 150 und dem Magneten 120 gefüllt ist.
Der Rotorkern 110 wird durch Laminieren einer Mehrzahl von elektromagnetischen Stahlblechen bzw. -platten (Stahlbleche bzw. -platten 112) gebildet, die magnetische Körper in einer dünnen Blech- bzw. Plattenform sind. In dem Rotorkern 110 ist ein Durchgangsloch zum Einsetzen der Welle 170 bereitgestellt. Dieser Rotorkern 110 kann z.B. in einer zylindrischen Form vorliegen. Die Form betrachtet von der oberen Oberfläche des Rotorkerns 110 ist nicht speziell beschränkt, kann jedoch z.B. kreisförmig, polygonal oder dergleichen sein. Darüber hinaus ist eine Mehrzahl von elektromagnetischen Stahlblechen durch einen Verstemmabschnitt 160 miteinander verbunden. Ferner ist das elektromagnetische Stahlblech z.B. aus Eisen- und Eisenlegierungen ausgebildet. Darüber hinaus ist ein Endblech bzw. eine Endplatte 114 in dem Endabschnitt in der axialen Richtung des Rotorkerns 110 bereitgestellt. Darüber hinaus können Rillen 116 zum Vermeiden einer Störung mit dem Verstemmabschnitt 160 und dem Öffnungsabschnitt des Füllabschnitts 140 in dem Endblech 114 ausgebildet sein.
Eine Mehrzahl von Lochabschnitten 150 (oder eine Lochabschnittgruppe, die aus einer Mehrzahl von Lochabschnitten ausgebildet ist) ist in dem Rotorkern 110 zum Ausbilden einer Punktsymmetrie um die Mitte des axialen Kerns der Drehwelle angeordnet. Die Anzahl der Lochabschnitte 150 ist nicht speziell beschränkt, beträgt jedoch beispielsweise 2ⁿ oder 3ⁿ (wobei n eine natürliche Zahl z.B. im Bereich von 2 bis 5 ist). Der Magnet 120 wird in die jeweiligen Lochabschnitte 150 eingesetzt. Die Lochabschnitte 150 können so ausgebildet sein, dass sie der Form des Magneten 120 entsprechen, und können z.B. einen Spielraum (Spaltabschnitt) um den Magneten 120 aufweisen.
Die Anordnungsgestaltung der Lochabschnitte 150 ist nicht auf die in der 1 gezeigte Ausführungsform beschränkt und jedwede von verschiedenen Anordnungsgestaltungen, wie sie in den 7 bis 9 gezeigt sind, kann eingesetzt werden. Eine Lochabschnittgruppe, die zwei oder drei Lochabschnitte 150 umfasst, kann entlang des Umfangsabschnitts der Drehwelle angeordnet sein. Die jeweiligen Lochabschnittgruppen sind voneinander getrennt und können mit zwei Lochabschnitten (Lochabschnitte 150 oder Lochabschnitte 154a und 154b), die in einer V-Form angeordnet sind, ausgebildet sein. Ferner kann, wie es in der 9 gezeigt ist, die Lochabschnittgruppe mit den Lochabschnitten 154a und 154b und den Lochabschnitten 156, die zwischen diesen Lochabschnitten 154a und 154b ausgebildet sind, aufgebaut sein. Ferner können, wie es in der 8 gezeigt ist, die in der V-Form angeordneten Lochabschnitte in Verbindung stehen, so dass ein Lochabschnitt 152 gebildet wird. Darüber hinaus kann, wie es in der 7 gezeigt ist, die Anordnungsgestaltung der Lochabschnitte 150 derart sein, dass die Lochabschnitte 150 so angeordnet sind, dass sie in der Richtung orthogonal zu der Richtung senkrecht zu der Wellenoberfläche voneinander getrennt sind.
Der Magnet 120 ist an der Seitenwand 151 der Lochabschnitte 150 auf der Außenumfangsseite des Rotorkerns 110 fixiert. D.h., die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung wird in den Trennabschnitt (Füllabschnitt 140) zwischen einer Seitenwand, die von der Seitenwand 151 der Lochabschnitte 150 auf der Innenumfangsseite des Rotorkerns 110 verschieden ist, und dem Magneten 120 gefüllt, und die Fixierharzzusammensetzung kann ausgehärtet werden, so dass das Fixierelement 130 gebildet wird. Dabei kann z.B. ein Permanentmagnet, wie z.B. ein Neodymmagnet, als Magnet 120 verwendet werden.
Wie es in der 6 gezeigt ist, können die Endplatten 118a und 118b durch Schweißen oder dergleichen an der Welle 170 fixiert sein. Ferner muss das Fixierelement 130 in den Lochabschnitten 150 nicht auf der Seitenwand des Magneten 120 auf der Außenumfangsseite ausgebildet sein, sondern, wie es in der 6 gezeigt ist, das Fixierelement 130 kann auf beiden Seitenwänden des Magneten 120 auf der Außenumfangsseite und der Innenumfangsseite ausgebildet sein.
Nachstehend werden die jeweiligen Komponenten der Fixierharzzusammensetzung beschrieben, die den Rotor 100 der vorliegenden Erfindung bilden.
Die Fixierharzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist fest und wird zur Bildung von Rotoren oder Fahrzeugen, die mit Rotoren ausgestattet sind, verwendet. D.h., die Fixierharzzusammensetzung wird zum Fixieren eines Magneten verwendet, der in den Lochabschnitten angeordnet ist, die in dem Rotorkern ausgebildet sind, der mit einem elektromagnetischen Stahlblech ausgebildet ist.
(Fixierharzzusammensetzung)
Die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein wärmeaushärtendes Harz (A), das ein Epoxyharz enthält, ein Aushärtungsmittel (B) und einen anorganischen Füllstoff (C).
[Wärmeaushärtendes Harz (A)]
Zuerst wird das wärmeaushärtende Harz (A) beschrieben.
Das wärmeaushärtende Harz (A) ist nicht speziell beschränkt, jedoch wird ein Epoxyharz (A1), ein Phenolharz, ein Oxetanharz, ein (Meth)acrylatharz, ein ungesättigtes Polyesterharz, ein Diallylphthalatharz, ein Maleimidharz oder dergleichen verwendet. Von diesen wird zweckmäßig das Epoxyharz (A1) verwendet, das bezüglich der Aushärtbarkeit, der Lagerfähigkeit und der Wärmebeständigkeit, der Feuchtigkeitsbeständigkeit und der chemischen Beständigkeit eines ausgehärteten Produkts hervorragend ist.
Das wärmeaushärtende Harz (A) gemäß der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise ein Epoxyharz (A1). Dieses Epoxyharz (A1) ist bezüglich der Molekulargewichte oder der Molekülstrukturen nicht speziell beschränkt, solange es zwei oder mehr Epoxygruppen in einem Molekül aufweist. Beispiele dafür umfassen Phenolharze des Novolak-Typs, wie z.B. ein Phenol-Novolakharz, ein Kresol-Novolakharz und ein Bisphenol A-Novolakharz; Phenolharze wie z.B. ein Phenolharz des Resol-Typs; Epoxyharze des Novolak-Typs, wie z.B. ein Epoxyharz des Phenol-Novolak-Typs und ein Epoxyharz des Kresol-Novolak-Typs; Epoxyharze des Bisphenol-Typs, wie z.B. ein Epoxyharz des Bisphenol A-Typs und ein Epoxyharz des Bisphenol F-Typs; Epoxyharze des aromatischen Glycidylamin-Typs, wie z.B. N,N-Diglycidylanilin, N,N-Diglycidyltoluidin, ein Glycidylamin des Diaminodiphenylmethan-Typs und ein Glycidylamin des Aminophenol-Typs; ein Epoxyharz des Hydrochinon-Typs, ein Epoxyharz des Biphenyl-Typs, ein Epoxyharz des Stilben-Typs, ein Epoxyharz des Triphenolmethan-Typs, ein Epoxyharz des Triphenolpropan-Typs, ein Epoxyharz des Alkyl-modifizierten Triphenolmethan-Typs, ein Epoxyharz des Triazinkernenthaltenden Typs, ein Epoxyharz des Dicyclopentadien-modifizierten Phenol-Typs, ein Epoxyharz des Naphthol-Typs, ein Epoxyharz des Naphthalin-Typs, Epoxyharze des Aralkyl-Typs, wie z.B. ein Epoxyharz des Phenolaralkyl-Typs mit einem Phenylen-Grundgerüst und/oder einem Biphenylen-Grundgerüst, und ein Epoxyharz des Naphtholaralkyl-Typs mit einem Phenylen-Grundgerüst und/oder einem Biphenylen-Grundgerüst; und aliphatische Epoxyharze, wie z.B. Vinylcyclohexendioxid, Dicyclopentadienoxid, und alicyclische Epoxyharze, wie z.B. alicyclisches Diepoxyadipat. Diese können einzeln verwendet werden oder können in einer Kombination von zwei oder mehr Arten davon verwendet werden.
In diesem Fall ist es im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit, die mechanischen Eigenschaften und die Feuchtigkeitsbeständigkeit bevorzugt, dass der aromatische Ring gekoppelt mit einer Glycidyletherstruktur oder einer Glycidylaminstruktur enthalten ist.
Der Gehalt des wärmeaushärtenden Harzes (A) gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise 5 Massen-% oder mehr und 40 Massen-% oder weniger und mehr bevorzugt 10 Massen-% oder mehr und 20 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung.
In einer bevorzugten Ausführungsform, die das Epoxyharz (A1) gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, ist die Untergrenze des Gehalts des Epoxyharzes nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise 70 Massen-% oder mehr und 100 Massen-% oder weniger und mehr bevorzugt 80 Massen-% oder mehr und 100 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% des wärmeaushärtenden Harzes (A).
[Aushärtungsmittel (B)]
Als nächstes wird das Aushärtungsmittel (B) beschrieben. Das Aushärtungsmittel (B) ist das Mittel zum dimensionsmäßigen Verbrücken des Epoxyharzes (A1), das in das wärmeaushärtende Harz (A) einbezogen ist, und ist nicht speziell beschränkt, und Beispiele dafür können ein Phenolharz umfassen. Die Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis umfassen alle von Monomeren, Oligomeren und Polymeren, die jeweils zwei oder mehr phenolische Hydroxylgruppen in einem Molekül aufweisen. Es gibt keine speziellen Beschränkungen bezüglich deren Molekulargewichten und Molekülstrukturen, jedoch umfassen Beispiele für die Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis Harze des Novolak-Typs, wie z.B. ein Phenol-Novolakharz, ein Kresol-Novolakharz und ein Naphthol-Novolakharz; Phenolharze des polyfunktionellen Typs, wie z.B. ein Phenolharz des Triphenolmethan-Typs; modifizierte Phenolharze, wie z.B. ein Terpen-modifiziertes Phenolharz und ein Dicyclopentadien-modifiziertes Phenolharz; Harze des Aralkyl-Typs, wie z.B. ein Phenolaralkylharz mit einem Phenylen-Grundgerüst und/oder einem Biphenylen-Grundgerüst und ein Naphtholaralkylharz mit einem Phenylen-Grundgerüst und/oder einem Biphenylen-Grundgerüst, und Bisphenolverbindungen, wie z.B. Bisphenol A und Bisphenol F. Diese können einzeln verwendet werden oder sie können in einer Kombination von zwei oder mehr Arten davon verwendet werden. Diese Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis sind im Hinblick auf das Erreichen einer Ausgewogenheit zwischen der Flammbeständigkeit, der Feuchtigkeitsbeständigkeit, elektrischen Eigenschaften, der Aushärtbarkeit, der Lagerstabilität und dergleichen bevorzugt. Insbesondere können im Hinblick auf die Aushärtbarkeit die Äquivalente der Hydroxylgruppen in dem Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis z.B. 90 g/Äqu. oder mehr und 250 g/Äqu. oder weniger betragen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Verfahren zum Messen der Flammbeständigkeit wie folgt: Die Fixierharzzusammensetzung wird bei den Bedingungen einer Formwerkzeugtemperatur von 175 °C, einem Spritzdruck von 9,8 MPa, einer Spritzzeit von 15 Sekunden und einer Aushärtungszeit von 120 Sekunden unter Verwendung einer Formmaschine (KTS-30, hergestellt von Kohtaki Precision Machine Co., Ltd.) spritzgegossen, wodurch ein flammbeständiger Prüfkörper mit 127 mm × 12,7 mm × Dicke von 3,2 mm hergestellt wird. Der Prüfkörper wird einer Flammbeständigkeitsprüfung gemäß einem Standard unterzogen, der in dem UL-94-Vertikalverfahren zur Bestimmung der Flammbeständigkeit festgelegt ist.
Üblicherweise kann für die Rotoren von Fahrzeugen eine Fixierharzzusammensetzung verwendet werden, die bezüglich der Flammbeständigkeitsklassifizierung ein vollständiges Verbrennen zeigt. Gemäß den Umgebungen, bei denen die Fahrzeuge verwendet werden, kann für die Rotoren von Fahrzeugen eine Fixierharzzusammensetzung verwendet werden, die eine Flammbeständigkeitsklassifizierung von V-0 aufweist.
Ferner umfassen Beispiele für das Aushärtungsmittel, das in einer Kombination mit anderen verwendet wird, ein Aushärtungsmittel des Polyadditionstyps, ein Aushärtungsmittel des Katalysatortyps und ein Aushärtungsmittel des Kondensationstyps.
Beispiele für das Aushärtungsmittel des Polyadditionstyps umfassen Polyaminverbindungen, einschließlich aliphatische Polyamine, wie z.B. Diethylentriamin (DETA), Triethylentetramin (TETA) und meta-Xylylendiamin (MXDA), aromatische Polyamine, wie z.B. Diaminodiphenylmethan (DDM), m-Phenylendiamin (MPDA) und Diaminodiphenylsulfon (DDS), sowie Dicyandiamide (DICY) und organische Säuredihydrazide; Säureanhydride, einschließlich alicyclische Säureanhydride, wie z.B. Hexahydrophthalsäureanhydrid (HHPA) und Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid (MTHPA), und aromatische Säureanhydride, wie z.B. Trimellitsäureanhydrid (TMA), Pyromellitsäureanhydrid (PMDA) und Benzophenontetracarbonsäure (BTDA); Polyphenolverbindungen, wie z.B. Phenolharze des Novolak-Typs, und Phenolpolymere; Polymercaptanverbindungen, wie z.B. Polysulfide, Thioester und Thioether; Isocyanatverbindungen, wie z.B. Isocyanat-Vorpolymere und blockierte Isocyanate; und organische Säuren, wie z.B. Carbonsäure-enthaltende Polyesterharze.
Beispiele für das Aushärtungsmittel des Katalysatortyps umfassen tertiäre Aminverbindungen, wie z.B. Benzyldimethylamin (BDMA) und 2,4,6-Trisdimethylaminomethylphenol (DMP-30); Imidazolverbindungen, wie z.B. 2-Methylimidazol und 2-Ethyl-4-methylimidazol (EMI24); und Lewis-Säuren, wie z.B. ein BF₃-Komplex.
Beispiele für Aushärtungsmittel des Kondensationstyps umfassen Resolharze, Harnstoffharze, wie z.B. Methylolgruppe-enthaltende Harnstoffharze, und Melaminharze, wie z.B. ein Methylolgruppe-enthaltendes Melaminharz.
In dem Fall der Verwendung solcher anderer Aushärtungsmittel in einer Kombination mit anderen ist die Untergrenze des Gehalts des Aushärtungsmittels auf Phenolharzbasis vorzugsweise 20 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 30 Massen-% oder mehr und besonders bevorzugt 50 Massen-% oder mehr auf der Basis des gesamten Aushärtungsmittels (B). Wenn das Mischungsverhältnis innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, kann eine gute Fließfähigkeit bereitgestellt werden, während eine Flammbeständigkeit aufrechterhalten wird. Darüber hinaus ist die Obergrenze des Gehalts des Aushärtungsmittels auf Phenolharzbasis nicht speziell beschränkt, beträgt jedoch vorzugsweise 100 Massen-% oder weniger auf der Basis des gesamten Aushärtungsmittels (B).
Die Untergrenze des Gehalts des Aushärtungsmittels (B) in der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise 0,8 Massen-% oder mehr und mehr bevorzugt 1,5 Massen-% oder mehr auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung. Wenn die Untergrenze des Mischungsverhältnisses innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, wird eine gute Aushärtbarkeit erhalten. Ferner ist auch die Obergrenze des Gehalts des Aushärtungsmittels (B) in der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise 12 Massen-% oder weniger und mehr bevorzugt 10 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung.
Ferner ist es bevorzugt, dass das Phenolharz als das Aushärtungsmittel (B) und das Epoxyharz so gemischt werden, dass das Äquivalentverhältnis (EP)/(OH) der Anzahl von Epoxygruppen (EP) in dem gesamten wärmeaushärtenden Harz (A) zu der Anzahl von phenolischen Hydroxylgruppen (OH) an dem gesamten Phenolharz 0,8 oder mehr und 1,3 oder weniger beträgt. Wenn das Äquivalentverhältnis innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, können während des Formens der erhaltenen Fixierharzzusammensetzung ausreichende Aushärtungseigenschaften erhalten werden. In dem Fall der Verwendung von Harzen, die von den Phenolharzen verschieden sind, die mit den Epoxyharzen umgesetzt werden können, kann das Äquivalentverhältnis jedoch in einer geeigneten Weise eingestellt werden.
[Anorganischer Füllstoff (C)]
Als anorganischer Füllstoff (C) zur Verwendung in der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung können anorganische Füllstoffe verwendet werden, die allgemein in dem technischen Gebiet von Fixierharzzusammensetzungen verwendet werden können. Beispiele dafür umfassen Quarzglas, wie z.B. zerkleinertes Quarzglas und kugelförmiges Quarzglas; kristallines Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Kaolin, Talk, Ton, Glimmer, Steinwolle, Wollastonit, Glaspulver, Glasflocken bzw. -schuppen, Glasperlen, Glasfasern, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Ruß, Graphit, Titandioxid, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Bariumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumsulfat, Bariumsulfat, Cellulose, Aramid, Holz und ein pulverisiertes Pulver, das durch Pulverisieren der ausgehärteten Produkte von Phenolharz-Formmaterialien oder Epoxyharz-Formmaterialien erhalten wird. Von diesen kann Siliziumoxid, wie z.B. zerkleinertes Quarzglas, kugelförmiges Quarzglas und kristallines Siliziumoxid, bevorzugt verwendet werden, und kugelförmiges Quarzglas kann mehr bevorzugt verwendet werden. Ferner ist von diesen Calciumcarbonat bezüglich der Kosten bevorzugt. Der anorganische Füllstoff (C) kann einzeln oder in einer Kombination von zwei oder mehr Arten davon verwendet werden.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser D₅₀ des anorganischen Füllstoffs (C) ist vorzugsweise 0,01 µm oder mehr und 75 µm oder weniger und mehr bevorzugt 0,05 µm oder mehr und 50 µm oder weniger. Durch Einstellen des durchschnittlichen Teilchendurchmessers des anorganischen Füllstoffs (C) innerhalb des vorstehend genannten Bereichs wird die Füllbarkeit in den Trennabschnitt (Füllabschnitt) zwischen dem Lochabschnitt und dem Magneten verbessert. Ferner wird die Füllbarkeit durch Einstellen der Obergrenze des durchschnittlichen Teilchendurchmessers des anorganischen Füllstoffs (C) auf eine Obergrenze von 75 µm oder weniger weiter verbessert.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser D₅₀ ist als Volumen-umgerechneter durchschnittlicher Teilchendurchmesser gemäß einem Laserbeugungsmessgerät des RODOS SR-Typs (SYMPATEC HEROS&RODOS) festgelegt.
Ferner kann in der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung der organische Füllstoff (C) zwei oder mehr Arten eines kugelförmigen Siliziumoxids mit verschiedenen durchschnittlichen Teilchendurchmessern D₅₀ enthalten. Dadurch können sowohl eine Verbesserung der Fließfähigkeit und der Füllbarkeit als auch eine Hemmung einer Gratbildung erfüllt werden.
Der Gehalt des anorganischen Füllstoffs (C) ist vorzugsweise 50 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 60 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 65 Massen-% oder mehr und besonders bevorzugt 75 Massen-% oder mehr auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung. Wenn die Untergrenze innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, kann eine Zunahme der Feuchtigkeitsabsorption und eine Verminderung der Festigkeit einhergehend mit dem Aushärten der erhaltenen Fixierharzzusammensetzung vermindert werden. Ferner ist die Menge des anorganischen Füllstoffs (C) vorzugsweise 93 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 91 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 90 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung. Wenn die Obergrenze innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, weist die erhaltene Fixierharzzusammensetzung eine gute Fließfähigkeit sowie eine gute Formbarkeit auf. Daher nimmt die Herstellungsstabilität des Rotors zu und folglich wird ein Rotor mit einer hervorragenden Ausgewogenheit zwischen der Ausbeute und der Dauerbeständigkeit erhalten.
Ferner hat der vorliegende Erfinder Untersuchungen durchgeführt und als Ergebnis nimmt durch Einstellen des Gehalts des anorganischen Füllstoffs (C) auf 50 Massen-% oder mehr die Differenz bei den linearen Ausdehnungen zwischen dem Fixierelement und dem elektromagnetischen Stahlblech ab und folglich wurde gezeigt, dass bei variierenden Temperaturen die Modifizierung des elektromagnetischen Stahlblechs und die Verschlechterung der Dreheigenschaften des Rotors verhindert werden. Dadurch wird bezüglich der Dauerbeständigkeit ein Rotor mit einer hervorragenden Dauer der Dreheigenschaften erhalten.
Darüber hinaus ist in dem Fall, bei dem Siliziumoxid, wie z.B. zerkleinertes Quarzglas, kugelförmiges Quarzglas und kristallines Siliziumoxid, als anorganischer Füllstoff (C) verwendet wird, der Gehalt des Siliziumoxids vorzugsweise 40 Massen-% oder mehr und mehr bevorzugt 60 Massen-% oder mehr auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung. Wenn die Untergrenze innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, wird eine gute Ausgewogenheit zwischen der Fließfähigkeit und der Wärmeausdehnungsrate erhalten.
Ferner liegt in dem Fall, bei dem ein Metallhydroxid, wie z.B. Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid, oder ein anorganisches Flammschutzmittel, wie z.B. Zinkborat, Zinkmolybdat und Antimontrioxid, wie es nachstehend beschrieben ist, in einer Kombination mit dem anorganischen Füllstoff (C) verwendet wird, die Gesamtmenge des anorganischen Flammschutzmittels und des anorganischen Füllstoffs vorzugsweise innerhalb des vorstehend genannten Bereichs des anorganischen Füllstoffs (C).
[Andere Komponenten]
Die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen Aushärtungsbeschleuniger (D) umfassen. Der Aushärtungsbeschleuniger (D) kann jedweder Aushärtungsbeschleuniger sein, der die Reaktion zwischen einer Epoxygruppe des Epoxyharzes und einer Hydroxylgruppe des Aushärtungsmittels auf Phenolharzbasis (B) fördert, und ein allgemein verwendeter Aushärtungsbeschleuniger (D) kann verwendet werden.
Spezifische Beispiele für den Aushärtungsbeschleuniger (D) umfassen Phosphoratom-enthaltende Verbindungen, wie z.B. ein organisches Phosphin, eine tetrasubstituierte Phosphoniumverbindung, eine Phosphobetainverbindung, ein Addukt einer Phosphinverbindung und einer Chinonverbindung und ein Addukt einer Phosphoniumverbindung und einer Silanverbindung; und Stickstoff-enthaltende Verbindungen, typischerweise z.B. Verbindungen auf Amidinbasis, wie z.B. 1,8-Azabicyclo[5.4.0]undecen-7 und Imidazol, tertiäre Amine, wie z.B. Benzyldimethylamin, und Amidiniumsalze oder Ammoniumsalze, die quaternäre Oniumsalze der vorstehend genannten Verbindungen sind. Von diesen sind Phosphoratom-enthaltende Verbindungen im Hinblick auf die Aushärtbarkeit bevorzugt; Aushärtungsbeschleuniger mit einer Latenz, wie z.B. eine tetrasubstituierte Phosphoniumverbindung, eine Phosphobetainverbindung, ein Addukt einer Phosphinverbindung und einer Chinonverbindung und ein Addukt einer Phosphoniumverbindung und einer Silanverbindung, sind im Hinblick auf eine Ausgewogenheit zwischen der Fließfähigkeit und der Aushärtbarkeit mehr bevorzugt; und eine tetrasubstituierte Phosphoniumverbindung ist im Hinblick auf die Fließfähigkeit besonders bevorzugt; eine Phosphobetainverbindung und ein Addukt einer Phosphinverbindung und einer Chinonverbindung sind im Hinblick auf die Lötbeständigkeit besonders bevorzugt; ein Addukt einer Phosphoniumverbindung und einer Silanverbindung ist im Hinblick auf die latente Aushärtbarkeit besonders bevorzugt; eine tetrasubstituierte Phosphoniumverbindung ist im Hinblick auf die kontinuierliche Formbarkeit bevorzugt; und ein organisches Phosphin und eine Stickstoffatom-enthaltende Verbindung werden im Hinblick auf die Kosten ebenfalls zweckmäßig verwendet.
Beispiele für das organische Phosphin, die für die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen primäre Phosphine, wie z.B. Ethylphosphin und Phenylphosphin; sekundäre Phosphine, wie z.B. Dimethylphosphin und Diphenylphosphin; und tertiäre Phosphine, wie z.B. Trimethylphosphin, Triethylphosphin, Tributylphosphin und Triphenylphosphin.
Beispiele für die tetrasubstituierte Phosphoniumverbindung, die für die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Verbindungen, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt sind.
In der allgemeinen Formel (1) stellt P ein Phosphoratom dar; R1, R2, R3 und R4 stellen jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe oder eine Alkylgruppe dar; A stellt ein Anion einer aromatischen organischen Säure dar, in dem mindestens eine funktionelle Gruppe, ausgewählt aus einer Hydroxylgruppe, einer Carboxylgruppe und einer Thiolgruppe, in einem aromatischen Ring enthalten ist; AH stellt eine aromatische organische Säure dar, in der mindestens eine funktionelle Gruppe, ausgewählt aus einer Hydroxylgruppe, einer Carboxylgruppe und einer Thiolgruppe, in einem aromatischen Ring enthalten ist; x und y sind jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 3; z ist eine ganze Zahl von 0 bis 3; und x = y.
Die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, wird z.B. in der folgenden Weise erhalten, jedoch ist das Verfahren nicht darauf beschränkt. Zuerst werden ein tetrasubstituiertes Phosphoniumhalogenid, eine aromatische organische Säure und eine Base einem organischen Lösungsmittel zugesetzt und einheitlich gemischt, so dass ein Anion der aromatischen organischen Säure in dem Lösungssystem erzeugt wird. Anschließend wird der Lösung Wasser zugesetzt und auf diese Weise kann die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, ausgefällt werden. In der Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist, sind R1, R2, R3 und R4, die an ein Phosphoratom gebunden sind, jeweils vorzugsweise eine Phenylgruppe, AH ist vorzugsweise eine Verbindung mit einer Hydroxylgruppe an deren aromatischem Ring, d.h., eine Phenolverbindung, und A ist vorzugsweise ein Anion der Phenolverbindung, und zwar jedes im Hinblick auf eine hervorragende Ausgewogenheit der Ausbeute während der Synthese und den aushärtungsfördernden Effekt. Ferner umfasst die Phenolverbindung innerhalb von deren Konzept ein monocyclisches Phenol, Kresol, Brenzkatechin, Resorcin, anelliertes polycyclisches Naphthol, Dihydroxynaphthalin, Bisphenol A, Bisphenol F, Bisphenol S, Biphenol, Phenylphenol, Phenol-Novolak und dergleichen, die eine Mehrzahl von aromatischen Ringen (polycyclisch) umfassen, und von diesen wird vorzugsweise eine Phenolverbindung mit zwei Hydroxylgruppen verwendet.
Beispiele für die Phosphobetainverbindung, die für die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Verbindungen, die durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellt sind.
In der allgemeinen Formel (2) stellt X1 eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen dar; Y1 stellt eine Hydroxylgruppe dar; a ist eine ganze Zahl von 0 bis 5; und b ist eine ganze Zahl von 0 bis 4.
Die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (2) dargestellt ist, wird z.B. in der folgende Weise erhalten. Zuerst wird sie durch einen Schritt erhalten, in dem ein triaromatisch-substituiertes Phosphin, das ein tertiäres Phosphin ist, mit einem Diazoniumsalz in Kontakt gebracht wird, so dass das triaromatisch-substituierte Phosphin und eine Diazoniumgruppe des Diazoniumsalzes substituiert werden. Das Verfahren ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Beispiele für das Addukt einer Phosphinverbindung und einer Chinonverbindung, die für die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Verbindungen, die durch die folgende allgemeine Formel (3) dargestellt sind.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (3) stellt P ein Phosphoratom dar; R5, R6 und R7 stellen jeweils unabhängig eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen dar; R8, R9 und R10 stellen jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen dar; und R8 und R9 können unter Bildung einer cyclischen Struktur aneinander gebunden sein.
Bevorzugte Beispiele für die Phosphinverbindung, die für das Addukt einer Phosphinverbindung und einer Chinonverbindung verwendet werden, umfassen Phosphine, wie z.B. Triphenylphosphin, Tris(alkylphenyl)phosphin, Tris(alkoxyphenyl)phosphin, Trinaphthylphosphin und Tris(benzyl)phosphin; die einen unsubstituierten aromatischen Ring oder einen aromatischen Ring umfassen, der mit einer Alkylgruppe oder einer Alkoxygruppe substituiert ist. Beispiele für den Substituenten der Alkylgruppe und der Alkoxygruppe umfassen solche mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Im Hinblick auf die einfache Verfügbarkeit ist Triphenylphosphin bevorzugt.
Beispiele für die Chinonverbindung, die für das Addukt einer Phosphinverbindung und einer Chinonverbindung verwendet werden, umfassen o-Benzochinon, p-Benzochinon und Anthrachinone. Von diesen Verbindungen ist p-Benzochinon im Hinblick auf die Lagerstabilität bevorzugt.
In einem Verfahren zur Herstellung eines Addukts einer Phosphinverbindung und einer Chinonverbindung wird ein organisches tertiäres Phosphin mit einem Benzochinon in einem Lösungsmittel in Kontakt gebracht, das sowohl das organische tertiäre Phosphin als auch das Benzochinon lösen kann, und gemischt, so dass ein Addukt davon erzeugt wird. Jedwedes Lösungsmittel kann verwendet werden, solange die Löslichkeit des Addukts gering ist. Beispiele für das Lösungsmittel umfassen Ketone, wie z.B. Aceton und Methylethylketon, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
In der Verbindung, die durch die allgemeine Formel (3) dargestellt ist, sind R5, R6 und R7, die alle an ein Phosphoratom gebunden sind, vorzugsweise eine Phenylgruppe, und R8, R9 und R10 sind jeweils vorzugsweise ein Wasserstoffatom. D.h., eine Verbindung, die durch Zusetzen von 1,4-Benzochinon zu Triphenylphosphin erzeugt wird, ist bevorzugt, da die Verbindung den Elastizitätsmodul während des Erwärmens eines ausgehärteten Produkts der Fixierharzzusammensetzung vermindert.
Beispiele für das Addukt einer Phosphoniumverbindung und einer Silanverbindung, die für die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Verbindungen, die durch die folgende allgemeine Formel (4) dargestellt sind.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (4) stellt P ein Phosphoratom dar; Si stellt ein Siliziumatom dar; R11, R12, R13 und R14 stellen jeweils unabhängig eine organische Gruppe mit einem aromatischen Ring oder einem Heterocyclus oder eine aliphatische Gruppe dar; X2 ist eine organische Gruppe, die an Gruppen Y2 und Y3 bindet; X3 ist eine organische Gruppe, die an Gruppen Y4 und Y5 bindet; Y2 und Y3 stellen jeweils unabhängig eine Gruppe dar, die gebildet wird, wenn eine Protonendonorgruppe ein Proton freisetzt, und die Gruppen Y2 und Y3 in demselben Molekül sind an das Siliziumatom unter Bildung einer Chelatstruktur gebunden; Y4 und Y5 stellen jeweils unabhängig eine Gruppe dar, die gebildet wird, wenn eine Protonendonorgruppe ein Proton freisetzt, und die Gruppen Y4 und Y5 in demselben Molekül sind an das Siliziumatom unter Bildung einer Chelatstruktur gebunden; X2 und X3 können identisch oder voneinander verschieden sein; Y2, Y3, Y4 und Y5 können identisch oder voneinander verschieden sein; und Z1 ist eine organische Gruppe mit einem aromatischen Ring oder einem Heterocyclus oder eine aliphatische Gruppe.
Beispiele für R11, R12, R13 und R14 in der allgemeinen Formel (4) umfassen eine Phenylgruppe, eine Methylphenylgruppe, eine Methoxyphenylgruppe, eine Hydroxyphenylgruppe, eine Naphthylgruppe, eine Hydroxynaphthylgruppe, eine Benzylgruppe, eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine n-Butylgruppe, eine n-Octylgruppe und eine Cyclohexylgruppe. Von diesen werden aromatische Gruppen mit einem Substituenten und unsubstituierte aromatische Gruppen bevorzugt verwendet, wie z.B. eine Phenylgruppe, eine Methylphenylgruppe, eine Methoxyphenylgruppe, eine Hydroxyphenylgruppe und eine Hydroxynaphthylgruppe.
Ferner ist in der allgemeinen Formel (4) X2 eine organische Gruppe, die an Y2 und Y3 gebunden ist. Entsprechend ist X3 eine organische Gruppe, die an die Gruppen Y4 und Y5 gebunden ist. Y2 und Y3 sind jeweils eine Gruppe, die gebildet wird, wenn eine Protonendonorgruppe ein Proton freisetzt, und die Gruppen Y2 und Y3 in demselben Molekül sind an das Siliziumatom unter Bildung einer Chelatstruktur gebunden. Entsprechend sind Y4 und Y5 jeweils eine Gruppe, die gebildet wird, wenn eine Protonendonorgruppe ein Proton freisetzt, und die Gruppen Y4 und Y5 in demselben Molekül sind an das Siliziumatom unter Bildung einer Chelatstruktur gebunden. Die Gruppen X2 und X3 können identisch oder voneinander verschieden sein und die Gruppen Y2, Y3, Y4 und Y5 können identisch oder voneinander verschieden sein. Die Gruppe, die durch -Y2-X2-Y3- dargestellt ist, und die Gruppe, die durch -Y4-X3-Y5- dargestellt ist, in der allgemeinen Formel (4) sind jeweils eine Gruppe, die gebildet wird, wenn ein Protonendonor zwei Protonen freisetzt. Als Protonendonor ist eine organische Säure mit mindestens zwei Carboxylgruppen oder Hydroxylgruppen im Molekül bevorzugt, eine aromatische Verbindung mit mindestens zwei Carboxylgruppen oder Hydroxylgruppen an einem Kohlenstoff, der den aromatischen Ring bildet, ist mehr bevorzugt, und eine aromatische Verbindung mit mindestens zwei Hydroxylgruppen an angrenzenden Kohlenstoffatomen, die den aromatischen Ring bilden, ist noch mehr bevorzugt. Beispiele dafür umfassen Brenzkatechin, Pyrogallol, 1,2-Dihydroxynaphthalin, 2,3-Dihydroxynaphthalin, 2,2'-Biphenol, 1,1'-Bi-2-naphthol, Salicylsäure, 1-Hydroxy-2-naphthoesäure, 3-Hydroxy-2-naphthoesäure, Chloranilsäure, Gerbsäure, 2-Hydroxybenzylalkohol, 1,2-Cyclohexandiol, 1,2-Propandiol und Glycerin. Von diesen sind Brenzkatechin, 1,2-Dihydroxynaphthalin und 2,3-Dihydroxynaphthalin im Hinblick auf die Ausgewogenheit zwischen einer sehr guten Verfügbarkeit von Ausgangsmaterialien und einem aushärtungsfördernden Effekt mehr bevorzugt.
Ferner stellt in der allgemeinen Formel (4) Z1 eine organische Gruppe mit einem aromatischen Ring oder einem Heterocyclus oder eine aliphatische Gruppe dar. Spezifische Beispiele dafür umfassen aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen, wie z.B. eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Butylgruppe, eine Hexylgruppe und eine Octylgruppe; aromatische Kohlenwasserstoffgruppen, wie z.B. eine Phenylgruppe, eine Benzylgruppe, eine Naphthylgruppe und eine Biphenylgruppe; und reaktive Substituenten, wie z.B. eine Glycidyloxypropylgruppe, eine Mercaptopropylgruppe, eine Aminopropylgruppe und eine Vinylgruppe. Von diesen sind eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Phenylgruppe, eine Naphthylgruppe und eine Biphenylgruppe im Hinblick auf die Wärmestabilität mehr bevorzugt.
In einem Verfahren zur Herstellung eines Addukts einer Phosphoniumverbindung und einer Silanverbindung werden eine Silanverbindung, wie z.B. Phenyltrimethoxysilan, und ein Protonendonor, wie z.B. 2,3-Dihydroxynaphthalin, Methanol in einem Kolben zugesetzt und gelöst. Als nächstes wird eine Natriummethoxid-Methanol-Lösung diesem unter Rühren bei Raumtemperatur tropfenweise zugesetzt. Eine Lösung, die durch Lösen eines tetrasubstituierten Phosphoniumhalogenids, wie z.B. Tetraphenylphosphoniumbromid, in Methanol im Vorhinein hergestellt worden ist, wird dem resultierenden Reaktionsprodukt tropfenweise unter Rühren bei Raumtemperatur zugesetzt, wobei Kristalle ausfallen. Die ausgefallenen Kristalle werden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und dann im Vakuum getrocknet, wobei ein Addukt einer Phosphoniumverbindung und einer Silanverbindung erhalten wird. Das Verfahren ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die Untergrenze des Gehalts des Aushärtungsbeschleunigers (D), der für die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist vorzugsweise 0,1 Massen-% oder mehr auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung. Wenn die Untergrenze des Gehalts des Aushärtungsbeschleunigers (D) innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, wird ein ausreichendes Aushärtungsvermögen erhalten. Ferner ist die Obergrenze des Gehalts des Aushärtungsbeschleunigers (D) vorzugsweise 3 Massen-% oder weniger und mehr bevorzugt 1 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtwerts der gesamten Fixierharzzusammensetzung. Wenn die Obergrenze des Gehalts des Aushärtungsbeschleunigers (D) innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, wird eine ausreichende Fließfähigkeit erhalten.
In die Fixierharzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Verbindung (E) einbezogen werden, in der eine Hydroxylgruppe an jedes von zwei oder mehr benachbarten Kohlenstoffatomen gebunden ist, die einen aromatischen Ring bilden (nachstehend als „Verbindung (E)“ bezeichnet). Bezüglich der Verwendung der Verbindung (E), in der eine Hydroxylgruppe an jedes von zwei oder mehr benachbarten Kohlenstoffatomen gebunden ist, die einen aromatischen Ring bilden, kann selbst in dem Fall der Verwendung eines Phosphoratom-enthaltenden Aushärtungsbeschleunigers ohne Latenz, wie des Aushärtungsbeschleunigers (D), zum Beschleunigen einer Vernetzungsreaktion zwischen dem Epoxyharz (A1) und dem Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis (B) die Reaktion der Fixierharzzusammensetzung während des Schmelzknetens durch die Verwendung der Verbindung (E) unterdrückt werden, so dass eine Fixierharzzusammensetzung stabil erhalten werden kann. Ferner weist die Verbindung (E) auch einen Effekt des Verminderns der Schmelzviskosität der Fixierharzzusammensetzung und des Erhöhens der Fließfähigkeit auf. Beispiele für die Verbindung (E) umfassen eine monocyclische Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (5) dargestellt ist, eine polycyclische Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (6) dargestellt ist, und dergleichen, und diese Verbindungen können einen Substituenten aufweisen, der von einer Hydroxylgruppe verschieden ist.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (5) ist entweder R15 oder R19 eine Hydroxylgruppe, wenn einer von R15 und R19 eine Hydroxylgruppe ist, ist der andere ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder ein Substituent, der von einer Hydroxylgruppe verschieden ist; und R16, R17 und R18 sind jeweils ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder ein Substituent, der von einer Hydroxylgruppe verschieden ist.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (6) ist entweder R20 oder R26 eine Hydroxylgruppe, wenn einer von R20 und R26 eine Hydroxylgruppe ist, ist der andere ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder ein Substituent, der von einer Hydroxylgruppe verschieden ist; und R21, R22, R23, R24 und R25 sind jeweils ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder ein Substituent, der von einer Hydroxylgruppe verschieden ist.
Ferner umfassen spezifische Beispiele für die monocyclische Verbindung, die durch die allgemeine Formel (5) dargestellt ist, Brenzkatechin, Pyrogallol, Gallussäure, einen Gallussäureester und ein Derivat davon. Ferner umfassen spezifische Beispiele für die polycyclische Verbindung, die durch die allgemeine Formel (6) dargestellt ist, 1,2-Dihydroxynaphthalin, 2,3-Dihydroxynaphthalin und deren Derivate. Von diesen Verbindungen ist im Hinblick auf ein einfaches Einstellen der Fließfähigkeit und der Aushärtbarkeit eine Verbindung bevorzugt, in der eine Hydroxylgruppe an jedes von zwei benachbarten Kohlenstoffatomen gebunden ist, die einen aromatischen Ring bilden. Ferner wird im Hinblick auf die Verflüchtigung in einem Schritt des Knetens mehr bevorzugt eine Verbindung verwendet, die als Grundgerüst einen Naphthalinring umfasst, der eine geringe Flüchtigkeit und eine hohe Gewichtsstabilität aufweist. In diesem Fall kann die Verbindung (E) z.B. spezifisch eine Verbindung sein, die einen Naphthalinring aufweist, wie z.B. 1,2-Dihydroxynaphthalin, 2,3-Dihydroxynaphthalin und ein Derivat davon. Diese Verbindungen (E) können einzeln verwendet werden oder können in einer Kombination von zwei oder mehr Arten davon verwendet werden.
Die Untergrenze des Gehalts der Verbindung (E) ist 0,01 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 0,03 Massen-% oder mehr und besonders bevorzugt 0,05 Massen-% oder mehr auf der Basis von 100 Massen-% der gesamten Fixierharzzusammensetzung. Wenn die Untergrenze des Gehalts der Verbindung (E) innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, werden die Effekte einer ausreichend niedrigen Viskosität und einer Verbesserung der Fließfähigkeit der Fixierharzzusammensetzung erhalten. Ferner ist die Obergrenze des Gehalts der Verbindung (E) 2 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 0,8 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 0,5 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% der gesamten Fixierharzzusammensetzung. Wenn die Obergrenze des Gehalts der Verbindung (E) innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, besteht nur ein geringes Risiko einer Verminderung der Aushärtbarkeit und einer Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften von aushärtbaren Produkten.
In der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zur Verbesserung der Haftung zwischen dem Epoxyharz (A1) und dem anorganischen Füllstoff (C) ein Haftvermittler (F), wie z.B. ein Silanhaftvermittler, zugesetzt werden. Der Haftvermittler (F) ist jedweder Haftvermittler, der einer Reaktion zwischen dem Epoxyharz (A1) und dem anorganischen Füllstoff (C) unterliegt, so dass die Grenzflächenfestigkeit zwischen dem Epoxyharz (A1) und dem anorganischen Füllstoff (C) verbessert wird, und ist nicht speziell beschränkt. Beispiele dafür umfassen Epoxysilan, Aminosilan, Ureidosilan und Mercaptosilan. Ferner kann der Haftvermittler (F) in einer Kombination mit der vorstehend genannten Verbindung (E) zur Verstärkung des Effekts der Verbindung (E) zum Vermindern der Schmelzviskosität der Fixierharzzusammensetzung und zur Verbesserung der Fließfähigkeit verwendet werden.
Beispiele für das Epoxysilan umfassen γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilan und β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan. Ferner umfassen Beispiele für das Aminosilan γ-Aminopropyltriethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilan, N-Phenyl-γ-aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-β-(Aminomethyl)-γ-aminopropyltriethoxysilan, N-6-(Aminohexyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan und N-(3-Trimethoxysilylpropyl)-1,3-benzoldimethanan. Ferner umfassen Beispiele für das Ureidosilan γ-Ureidopropyltriethoxysilan und Hexamethyldisilazan. Ein Produkt, das durch Umsetzen der primären Aminoposition eines Aminosilans mit Ketonen oder Aldehyden gebildet wird, kann als ein latenter Aminosilan-Haftvermittler verwendet werden. Ferner kann das Aminosilan eine sekundäre Aminogruppe aufweisen. Ferner umfassen Beispiele für das Mercaptosilan zusätzlich zu γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan und 3-Mercaptopropylmethyldimethoxysilan Silanhaftvermitter, welche durch eine Pyrolyse die gleiche Funktion wie ein Mercaptosilanhaftvermittler aufweisen, wie z.B. Bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfid und Bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfid. Ferner kann dieser Silanhaftvermittler zugemischt werden, nachdem er im Vorhinein einer Hydrolysereaktion unterzogen worden ist. Diese Silankopplungsmittel können einzeln verwendet werden oder können in einer Kombination von zwei oder mehr Arten davon verwendet werden.
Im Hinblick auf eine kontinuierliche Formbarkeit ist ein Mercaptosilan bevorzugt; im Hinblick auf die Fließfähigkeit ist ein Aminosilan bevorzugt; und im Hinblick auf das Haftvermögen ist ein Epoxysilan bevorzugt.
Die Untergrenze des Gehalts des Haftvermittlers (F), der für die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist vorzugsweise 0,01 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 0,05 Massen-% oder mehr und besonders bevorzugt 0,1 Massen-% oder mehr auf der Basis von 100 Massen-% der gesamten Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung. Wenn die Untergrenze des Gehalts des Haftvermittlers (F), wie z.B. eines Silanhaftvermittlers, innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, wird eine gute Schwingungsbeständigkeit erhalten, ohne die Grenzflächenfestigkeit zwischen dem Epoxyharz (A1) und dem anorganischen Füllstoff (C) zu vermindern. Ferner ist die Obergrenze des Gehalts des Haftvermittlers (F), wie z.B. eines Silanhaftvermittlers, vorzugsweise 1 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 0,8 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 0,6 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% der gesamten Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung. Wenn die Obergrenze des Gehalts des Haftvermittlers (F), wie z.B. eines Silanhaftvermittlers, innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, wird eine gute Schwingungsbeständigkeit erhalten, ohne die Grenzflächenfestigkeit zwischen dem Epoxyharz (A1) und dem anorganischen Füllstoff (C) zu vermindern. Darüber hinaus wird, wenn der Gehalt des Haftvermittlers (F), wie z.B. eines Silanhaftvermittlers, innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, eine gute Rostbeständigkeit erhalten, ohne die Wasserabsorption des ausgehärteten Produkts der Fixierharzzusammensetzung zu erhöhen.
Ein anorganisches Flammschutzmittel (G) kann der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verbesserung des Flammschutzes zugesetzt werden. Von diesen ist ein Metallhydroxid oder ein Komposit-Metallhydroxid, das die Verbrennungsreaktion durch eine Dehydratisierung und Wärmeabsorption während des Verbrennens hemmen kann, dahingehend bevorzugt, dass die Verbrennungszeit vermindert werden kann. Beispiele für das Metallhydroxid umfassen Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid, Bariumhydroxid und Zirkoniumhydroxid. Das Komposit-Metallhydroxid kann eine Hydrotalkitverbindung sein, die zwei oder mehr Arten von Metallelementen enthält, wobei mindestens ein Metallelement Magnesium ist und weitere Elemente Elemente sind, die aus Calcium, Aluminium, Zinn, Titan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer und Zink ausgewählt sind. Als ein solches Komposit-Metallhydroxid ist eine feste Lösung aus Magnesiumhydroxid/Zink handelsüblich. Von diesen sind Aluminiumhydroxid und eine feste Lösung aus Magnesiumhydroxid/Zink im Hinblick auf die kontinuierliche Formbarkeit bevorzugt. Die anorganischen Flammschutzmittel (G) können einzeln oder in einer Kombination von zwei oder mehr Arten davon verwendet werden. Ferner kann zum Zweck der Verminderung der Effekte einer kontinuierlichen Formbarkeit eine Oberflächenbehandlung eingesetzt werden, bei der z.B. Siliziumverbindungen, wie z.B. ein Silanhaftvermittler, oder aliphatische Verbindungen, wie z.B. ein Wachs, eingesetzt werden.
Der Gehalt des anorganischen Flammschutzmittels (G) gemäß der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt gleich oder mehr als 1 Massen-% und gleich oder weniger als 20 Massen-%, mehr bevorzugt gleich oder mehr als 3 Massen-% und gleich oder weniger als 10 Massen-%, bezogen auf 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung.
In der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Obergrenze der Konzentration der ionischen Verunreinigungen vorzugsweise 500 ppm oder weniger, mehr bevorzugt 300 ppm oder weniger und noch mehr bevorzugt 200 ppm oder weniger auf der Basis der Fixierharzzusammensetzung. Die Untergrenze der Konzentration der ionischen Verunreinigungen ist vorzugsweise 0 ppb oder mehr, mehr bevorzugt 10 ppb oder mehr, mehr bevorzugt 100 ppb oder mehr auf der Basis der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung. D.h., wenn das ausgehärtete Produkt der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung für das Fixierelement verwendet wird, kann eine hohe Rostbeständigkeit selbst bei einer Behandlung bei einer hohen Temperatur und einer hohen Feuchtigkeit aufrechterhalten werden.
Die ionischen Verunreinigungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht speziell beschränkt, wobei Beispiele dafür Alkalimetallionen, Erdalkalimetallionen und Halogenionen und insbesondere Natriumionen und Chlorionen umfassen. Die Obergrenze der Konzentration der Natriumionen ist vorzugsweise 100 ppm oder weniger, mehr bevorzugt 70 ppm oder weniger und noch mehr bevorzugt 50 ppm oder weniger auf der Basis der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung. Ferner ist die Obergrenze der Konzentration der Chlorionen vorzugsweise 100 ppm oder weniger, mehr bevorzugt 50 ppm oder weniger und noch mehr bevorzugt 30 ppm oder weniger auf der Basis der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung. Durch Einstellen des vorstehend genannten Bereichs kann eine Korrosion des elektromagnetischen Stahlblechs oder des Magneten verhindert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform können durch die Verwendung z.B. eines Epoxyharzes mit einer hohen Reinheit ionische Verunreinigungen vermindert werden. Folglich wird ein Rotor mit einer hervorragenden Dauerbeständigkeit erhalten.
Die Konzentration der ionischen Verunreinigungen kann wie folgt bestimmt werden. Zuerst wird die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung geformt und bei 175 °C für 180 Sekunden ausgehärtet und dann mit einem Pulverisiergerät pulverisiert, so dass ein Pulver aus einem ausgehärteten Produkt erhalten wird. Das erhaltene Pulver des ausgehärteten Produkts wird bei 120 °C für 24 Stunden in reinem Wasser behandelt und Ionen werden in das reine Wasser extrahiert. Dann wird die Konzentration der ionischen Verunreinigungen durch eine induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS) gemessen.
Bei der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Obergrenze des Gehalts von Aluminiumoxid vorzugsweise 10 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 7 Massen-% oder weniger und mehr bevorzugt 5 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung. Die Untergrenze des Gehalts von Aluminiumoxid ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise z.B. 0 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 0,01 Massen-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 0,1 Massen-% oder mehr auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung. Durch Einstellen des Gehalts von Aluminiumoxid auf die Obergrenze oder weniger kann eine Verbesserung der Fließfähigkeit und eine Verminderung des Gewichts und der Größe der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Darüber hinaus ermöglicht 0 Massen-% einen Wert innerhalb einer Erfassungsgrenze.
Bei der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Komponenten in einer geeigneten Weise lonenfänger, wie z.B. Hydrotalkite und Wasser-enthaltende Oxide von Elementen, ausgewählt aus Magnesium, Aluminium, Bismut, Titan und Zirkonium; Farbmittel, wie z.B. Ruß, rotes Eisenoxid und Titanoxid; natürliche Wachse, wie z.B. Carnaubawachs; synthetische Wachse, wie z.B. ein Polyethylenwachs; Trennmittel, wie z.B. höhere Fettsäuren und Salze davon, wie z.B. Stearinsäure und Zinkstearat, oder Paraffin; und belastungsvermindernde Mittel, wie z.B. eine Polybutadienverbindung, eine AcrylnitrilButadien-Copolymerisationsverbindung, und Siliziumverbindungen, wie z.B. ein Silikonöl und ein Silikonkautschuk; oder dergleichen einbezogen werden.
Der Gehalt des Farbmittels gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 0,01 Massen-% oder mehr und 1 Massen-% oder weniger und mehr bevorzugt 0,05 Massen-% oder mehr und 0,8 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung. Durch Einstellen des Gehalts des Farbmittels innerhalb des vorstehend genannten Bereichs ist ein Schritt des Entfernens von farbigen Verunreinigungen nicht erforderlich und folglich wird die Ver- bzw. Bearbeitungsfähigkeit verbessert. Daher wird ein Rotor mit einer hervorragenden Ausbeute erhalten.
Bezüglich des Gehalts des Trennmittels gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Untergrenze auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht speziell beschränkt, ist jedoch z.B. vorzugsweise 0,01 Massen-% oder mehr und mehr bevorzugt 0,05 Massen-% oder mehr, während die Obergrenze z.B. vorzugsweise 1 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 0,5 Massen-% oder weniger, noch mehr bevorzugt 0,2 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 0,1 Massen-% oder weniger ist. Im Allgemeinen ist es, wenn ein Halbleiterchip transfergepresst wird, bekannt, eine bestimmte Menge eines Trennmittels zuzusetzen, so dass das Trennen eines Fixierelements von einem Formwerkzeug sichergestellt ist. Wenn jedoch die Zugabemenge des Trennmittels zu hoch ist, kann das Haftvermögen zwischen dem Fixierelement und dem elektromagnetischen Stahlblech vermindert werden. Folglich ist in der vorliegenden Erfindung der Gehalt des Trennmittels vorzugsweise niedrig und besonders bevorzugt 0,2 Massen-% oder weniger. Aufgrunddessen kann das Haftvermögen zwischen dem Fixierelement und dem elektromagnetischen Stahlblech erhöht werden und folglich wird ein Rotor mit einer hervorragenden Dauerbeständigkeit erhalten.
Der Gehalt des belastungsvermindernden Mittels gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 0,01 Massen-% oder mehr und 3 Massen-% oder weniger und mehr bevorzugt 0,05 Massen-% oder mehr und 2 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bezüglich der Fixierharzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist, wenn die Fixierharzzusammensetzung in einen Strömungsdurchgang mit einem Querschnitt mit einer Breite von 3 mm und einer Dicke von 80 µm bei den Bedingungen einer Formwerkzeugtemperatur von 175 °C, eines Formdrucks von 6,9 MPa, einer Spritzzeit von 20 Sekunden und einer Aushärtungszeit von 90 Sekunden gespritzt wird, die Schlitzströmungslänge vorzugsweise 30 mm oder mehr und mehr bevorzugt 50 mm oder mehr. Wenn die Schlitzströmungslänge mit der Untergrenze identisch oder größer als diese ist, kann ein gutes Füllvermögen in einem Trennabschnitt (Füllabschnitt) zwischen einem Lochabschnitt und einem Magneten eines Rotors, insbesondere die Füllbarkeit in der Querrichtung, erhalten werden. Die Obergrenze der Schlitzströmungslänge ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise 150 mm oder weniger und mehr bevorzugt 100 mm oder weniger. Auf diese Weise wird ein Rotor mit einer hervorragenden Herstellungsstabilität erhalten.
Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform z.B. die Schlitzströmungslänge beispielsweise durch Vermindern des Teilchendurchmessers des Füllstoffs oder Vermindern des Erweichungspunkts des Epoxyharzes oder des Aushärtungsmittels oder Vermindern der Menge eines Aushärtungsbeschleunigers erhöht werden.
Die Hochleistungsviskosität („high formula“-Viskosität) der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung, die bei einer Messtemperatur von 175 °C und einer Belastung von 10 kg unter Verwendung eines Hochleistungsviskosität-Messgeräts gemessen wird, ist vorzugsweise 6 Pa · s oder mehr und 50 Pa · s oder weniger und mehr bevorzugt 10 Pa · s oder mehr und 30 Pa · s oder weniger. Wenn die Hochleistungsviskosität mit der Untergrenze identisch oder größer als diese ist, kann die Erzeugung von Hohlräumen aufgrund eines Mitreißens oder dergleichen während des Formens verhindert werden, wohingegen dann, wenn die Hochleistungsviskosität mit der Obergrenze identisch oder kleiner als diese ist, eine gute Füllbarkeit erhalten wird. Folglich wird ein Rotor mit einer hervorragenden Herstellungsstabilität erhalten.
Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform die Hochleistungsviskosität z.B. durch Vermindern des Erweichungspunkts des Epoxyharzes oder des Aushärtungsmittels, die Verwendung eines Aushärtungsbeschleunigers oder die Verwendung von kugelförmigem Quarzglas als Füllstoff vermindert werden.
Die Gelzeit der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung bei 175 °C ist vorzugsweise 10 Sekunden oder mehr und 40 Sekunden oder weniger und mehr bevorzugt 15 Sekunden oder mehr und 30 Sekunden oder weniger. Wenn die Gelzeit mit der Untergrenze identisch oder länger als diese ist, kann die Füllbarkeit verbessert werden, wohingegen dann, wenn die Gelzeit mit der Obergrenze identisch oder kürzer als diese ist, der Formungszyklus beschleunigt werden kann.
Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform die Gelzeit z.B. durch Erhöhen der Menge des Aushärtungsbeschleunigers vermindert werden. Folglich wird ein Rotor mit einer hervorragenden Herstellungsstabilität erhalten.
Die Spiralströmung der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 50 cm oder mehr und mehr bevorzugt 60 cm oder mehr. Wenn die Spiralströmung mit der Untergrenze identisch oder größer als diese ist, kann die Füllbarkeit, insbesondere die Füllbarkeit in der vertikalen Richtung, verbessert werden. Die Obergrenze der Spiralströmung ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise 200 cm oder weniger und mehr bevorzugt 150 cm oder weniger. Folglich wird ein Rotor mit einer hervorragenden Herstellungsstabilität erhalten.
Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform die Spiralströmung z.B. durch die Verwendung von kugelförmigem Quarzglas als Füllstoff, die Verminderung des Erweichungspunkts des Epoxyharzes oder des Aushärtungsmittels oder die Verminderung der Menge des Aushärtungsbeschleunigers erhöht werden.
Wenn das Aushärtungsdrehmoment der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung im Zeitverlauf bei einer Messtemperatur von 175 °C unter Verwendung eines Curelastometers gemessen wird, der Aushärtungsdrehmomentwert bei 60 Sekunden nach dem Beginn der Messung als T₆₀ festgelegt ist und der maximale Aushärtungsdrehmomentwert bis 300 Sekunden nach dem Beginn der Messung als Tmax festgelegt ist, das Verhältnis des Aushärtungsdrehmomentwerts bei 60 Sekunden nach dem Beginn der Messung zu dem maximalen Aushärtungsdrehmomentwert bis 300 Sekunden nach dem Beginn der Messung, T₆₀/T_max (%), vorzugsweise 40 % oder mehr und mehr bevorzugt 50 % oder mehr beträgt. Die Obergrenze des Verhältnisses der Aushärtungsdrehmomentwerte ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise 100 % oder weniger und mehr bevorzugt 95 % oder weniger. Wenn das Verhältnis der Aushärtungsdrehmomentwerte mit der Untergrenze identisch oder größer als dieses ist, kann eine Verbesserung der Produktivität erwartet werden.
Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform das Verhältnis der Aushärtungsdrehmomentwerte z.B. durch Erhöhen der Menge des Aushärtungsbeschleunigers erhöht werden. Folglich wird ein Rotor mit einer hervorragenden Herstellungsstabilität erhalten.
Die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei normaler Temperatur z.B. mit einem Mischer einheitlich gemischt werden und dann gegebenenfalls mittels einer Knetmaschine, wie z.B. einer beheizten Walze, einem Kneter und einem Extruder schmelzgeknetet werden und anschließend gegebenenfalls abgekühlt und pulverisiert werden, so dass ein gewünschter Grad der Dispersion und der Fließfähigkeit oder dergleichen eingestellt wird.
Das Herstellungsverfahren für die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt, jedoch werden ein wärmeaushärtendes Harz (A), ein Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis (B) und ein anorganischer Füllstoff (C) und vorzugsweise andere Zusätze oder dergleichen in vorgegebenen Mengen gemischt. Das Gemisch wird bei normaler Temperatur unter Verwendung z.B. eines Mischers, einer Strahlmühle, einer Kugelmühle oder dergleichen einheitlich gemischt und dann gegebenenfalls mittels einer Knetmaschine, wie z.B. einer beheizten Walze, einem Kneter und einem Extruder schmelzgeknetet, während die Fixierharzzusammensetzung auf etwa 90 bis 120 °C erwärmt wird, und die Fixierharzzusammensetzung wird nach dem Kneten abgekühlt und pulverisiert, so dass eine feste Fixierharzzusammensetzung in einer Granulat- oder Pulverform erhalten wird. Die Teilchengröße des Pulvers oder des Granulats der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 5 mm oder geringer. Wenn die Teilchengröße auf 5 mm oder weniger eingestellt wird, kann die Erzeugung eines Füllversagens während des Tablettierens oder eine erhöhte Unausgewogenheit in der Masse der Tablette verhindert werden.
Ferner kann das Pulver oder das Granulat der erhaltenen Fixierharzzusammensetzung einem Tablettenformen unterzogen werden, so dass eine Tablette erhalten wird. Als Vorrichtung, die beim Tablettenformen verwendet wird, kann eine Tablettiermaschine des Einzelfüllungstyps oder des Mehrfachverbindung-Rotationstyps verwendet werden. Die Form der Tablette ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise zylindrisch. Die Temperatur der Patrize, der Matrize und der Umgebung der Tablettiermaschine ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise 35 °C oder niedriger. Wenn die Temperatur 35 °C übersteigt, nimmt die Viskosität durch die Reaktion der Fixierharzzusammensetzung zu und folglich kann die Fließfähigkeit verschlechtert werden. Der Tablettierdruck liegt vorzugsweise im Bereich von 400 × 10⁴ oder mehr und 3000 × 10⁴ oder weniger. Durch Einstellen des Tablettierdrucks auf die Obergrenze oder weniger kann das Auftreten eines Bruchs unmittelbar nach dem Tablettieren verhindert werden. Da andererseits eine ausreichende Aggregationskraft durch Einstellen des Tablettierdrucks auf die Untergrenze oder mehr nicht erhalten werden kann, kann das Auftreten eines Bruchs unmittelbar nach dem Tablettieren verhindert werden. Das Material der Patrize oder der Matrize der Tablettiermaschine und die Oberflächenbehandlung sind nicht speziell beschränkt und bekannte Materialien können verwendet werden. Ferner umfassen Beispiele für die Oberflächenbehandlung eine elektrische Entladungsverarbeitung, eine Beschichtung mit einem Trennmittel, eine Plattierungsbehandlung und ein Polieren.
Ferner ist die Glasübergangstemperatur (Tg) des Fixierelements gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise 150 °C oder höher und mehr bevorzugt 155 °C oder höher. Wenn die Glasübergangstemperatur (Tg) mit der Untergrenze identisch oder höher als diese ist, kann eine Verbesserung der Zuverlässigkeit erwartet werden. Die Obergrenze der Glasübergangstemperatur (Tg) ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise 200 °C oder niedriger und mehr bevorzugt 190 °C oder niedriger. Folglich wird ein Rotor mit einer hervorragenden Dauerbeständigkeit erhalten.
Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform die Glasübergangstemperatur (Tg) z.B. durch Erhöhen des Erweichungspunkts des Epoxyharzes oder des Aushärtungsmittels erhöht werden.
Die Biegefestigkeit des Fixierelements gemäß der vorliegenden Erfindung bei 150 °C ist vorzugsweise 70 MPa oder höher und mehr bevorzugt 100 MPa oder höher. Wenn die Biegefestigkeit mit der Untergrenze identisch oder höher als diese ist, werden Risse nicht leicht erzeugt und eine Verbesserung der Zuverlässigkeit kann erwartet werden. Die Obergrenze der Biegefestigkeit ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise 300 MPa oder weniger und mehr bevorzugt 250 MPa oder weniger. Folglich wird ein Rotor mit einer hervorragenden Dauerbeständigkeit erhalten.
Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform die Biegefestigkeit z.B. durch Behandeln der Oberfläche des Füllstoffs mit einem Haftvermittler erhöht werden.
Die Obergrenze des Biegeelastizitätsmoduls des Fixierelements gemäß der vorliegenden Erfindung bei 150 °C ist vorzugsweise 1,6 × 10⁴ oder weniger und mehr bevorzugt 1,3 × 10⁴ oder weniger. Wenn der Biegeelastizitätsmodul mit der Obergrenze identisch oder niedriger als diese ist, kann eine Verbesserung der Zuverlässigkeit aufgrund einer Spannungsrelaxation erwartet werden. Die Untergrenze des Biegeelastizitätsmoduls ist nicht speziell beschränkt, ist jedoch vorzugsweise 5000 MPa oder mehr und mehr bevorzugt 7000 MPa oder mehr. Folglich wird ein Rotor mit einer hervorragenden Dauerbeständigkeit erhalten.
Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform der Biegeelastizitätsmodul z.B. durch Erhöhen der Zugabemenge eines belastungsvermindernden Mittels oder durch Verminderung der Zumischmenge des Füllstoffs vermindert werden.
In dem Bereich, der 25 °C oder höher und mit der Glasübergangstemperatur (Tg) des Fixierelements gemäß der vorliegenden Erfindung identisch oder niedriger als diese ist, ist der lineare Ausdehnungskoeffizient (α1) vorzugsweise 10 ppm/°C oder mehr und 25 ppm/°C oder weniger und mehr bevorzugt 15 ppm/°C oder mehr und 20 ppm/°C oder weniger. Innerhalb des vorstehend genannten Bereichs ist die Differenz der Wärmeausdehnung bezogen auf diejenige eines elektromagnetischen Stahlblechs gering und der Verlust des Magneten kann verhindert werden. Folglich wird ein Rotor mit einer hervorragenden Dauerbeständigkeit erhalten.
Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform der lineare Ausdehnungskoeffizient (α1) z.B. durch Erhöhen der Zumischmenge des Füllstoffs vermindert werden.
In dem Bereich, der 25 °C oder höher und mit der Glasübergangstemperatur (Tg) des Fixierelements gemäß der vorliegenden Erfindung identisch oder niedriger als diese ist, ist der lineare Ausdehnungskoeffizient (α2) vorzugsweise 10 ppm/°C oder mehr und 100 ppm/°C oder weniger und mehr bevorzugt 20 ppm/°C oder mehr und 80 ppm/°C oder weniger. Innerhalb des vorstehend genannten Bereichs ist die Differenz der Wärmeausdehnung bezogen auf diejenige eines elektromagnetischen Stahlblechs gering und der Verlust des Magneten kann verhindert werden. Folglich wird ein Rotor mit einer hervorragenden Dauerbeständigkeit erhalten.
Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform der lineare Ausdehnungskoeffizient (α2) z.B. durch Erhöhen der Zumischmenge des Füllstoffs vermindert werden.
(Verfahren zur Herstellung des Rotors)
Das Verfahren zur Herstellung des Rotors 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Schritt des Herstellens des Rotorkerns 110, in dem eine Mehrzahl von Lochabschnitten 150 ausgebildet ist, die entlang des Umfangsabschnitts eines Durchgangslochs angeordnet sind, durch das eine Drehwelle (Welle 170) hindurchtritt, einen Schritt des Einsetzens eines Magneten 120 in den Lochabschnitt 150, einen Schritt des Füllens einer Fixierharzzusammensetzung in einen Trennabschnitt zwischen dem Lochabschnitt 150 und dem Magneten 120, einen Schritt des Aushärtens der Harzzusammensetzung zum Erhalten eines Fixierelements 130 und einen Schritt des Einsetzens der Welle 170 in das Durchgangsloch des Rotorkerns 110, während die Welle 170 in dem Rotorkern fixiert und installiert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird als Technik zum Füllen einer Fixierharzzusammensetzung vorzugsweise ein Zweistufen-Spritzgießen verwendet, das detailliert beschrieben wird.
Zuerst wird eine Zweistufen-Spritzgussvorrichtung beschrieben.
Die 2 ist eine Querschnittsansicht eines oberen Formwerkzeugs 200 einer Zweistufen-Spritzgussvorrichtung, die beim Zweistufen-Spritzgießen verwendet wird.
Als ein Beispiel eines Verfahrens zum Formen des Fixierelements 130 kann ein Verfahren verwendet werden, welches das Durchführen eines Zweistufen-Spritzgießens unter Verwendung einer Fixierharzzusammensetzung in einer Tablettenform umfasst. Für dieses Zweistufen-Spritzgießen wird eine Zweistufen-Spritzgussvorrichtung verwendet. Diese Formvorrichtung umfasst ein oberes Formwerkzeug 200 mit einer Vertiefung 210, der eine Fixierharzzusammensetzung in der Tablettenform zugeführt wird, und einen Strömungsdurchgang 220 zum Überführen der Fixierharzzusammensetzung im geschmolzenen Zustand, ein unteres Formwerkzeug, eine Erwärmungseinheit zum Erwärmen des oberen Formwerkzeugs und des unteren Formwerkzeugs und eine Extrusionseinheit zum Extrudieren der Fixierharzzusammensetzung im geschmolzenen Zustand. Die Zweistufen-Spritzgussvorrichtung kann z.B. mit einer Transportfunktion zum Transportieren eines Rotorkerns oder dergleichen versehen sein.
In der vorliegenden Ausführungsform liegen das obere Formwerkzeug 200 und das untere Formwerkzeug vorzugsweise nahe an der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche des Rotorkerns 110 vor (d.h., einer Oberfläche des elektromagnetischen Stahlblechs, das den Rotorkern 110 bildet), und mehr bevorzugt liegen sie z.B. in der Blechform vor. Das obere Formwerkzeug 200 und das untere Formwerkzeug unterscheiden sich von Formwerkzeugen, die üblicherweise für ein Transferpressen verwendet werden, das in einem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung verwendet wird, dahingehend, dass das obere Formwerkzeug 200 und das untere Formwerkzeug nicht den gesamten Rotorkern 110 bedecken, d.h., nicht z.B. einen Teil auf einer Seite bedecken. Das Formwerkzeug zum Transferpressen ist so ausgebildet, dass der gesamte Halbleiterchip in einem Hohlraum angeordnet ist, der aus einem oberen Formwerkzeug und einem unteren Formwerkzeug ausgebildet ist.
Ferner kann die Vertiefung 210 zwei weitere Strömungsdurchgänge 220 aufweisen und kann Strömungsdurchgänge 220 in einer Y-Form aufweisen. Folglich kann die Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung von einer Vertiefung 210 in zwei Lochabschnitte gefüllt werden. Ferner kann eine Vertiefung einen Strömungsdurchgang zum Füllen der Fixierharzzusammensetzung in einen Lochabschnitt aufweisen, kann jedoch drei Strömungsdurchgänge zum Füllen der Fixierharzzusammensetzung in drei Lochabschnitte aufweisen. Dabei kann eine Mehrzahl von Strömungsdurchgängen voneinander unabhängig sein, kann jedoch kontinuierlich sein.
Anschließend wird das Zweistufen-Spritzgießen gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Zuerst wird ein Rotorkern in einem Ofen oder auf einer Heizplatte vorgewärmt und dann auf einem unteren Formwerkzeug, das in der Zeichnung nicht gezeigt ist, einer Formvorrichtung fixiert. Anschließend wird ein Magnet in den Lochabschnitt des Rotorkerns eingesetzt. Anschließend wird das untere Formwerkzeug angehoben und das obere Formwerkzeug 200 wird auf die obere Oberfläche des Rotorkerns gepresst. Folglich werden die obere Oberfläche und die untere Oberfläche des Rotorkerns 110 in das obere Formwerkzeug 200 und das untere Formwerkzeug eingesetzt. Zu diesem Zeitpunkt ist der distale Endabschnitt des Strömungsdurchgangs 220 in dem oberen Formwerkzeug 200 auf dem Trennabschnitt zwischen dem Lochabschnitt und dem Magneten angeordnet. Ferner wird der Rotorkern durch eine Wärmeleitung von dem unteren Formwerkzeug und dem oberen Formwerkzeug 200 der Formvorrichtung erwärmt. Die Temperatur des unteren Formwerkzeugs und des oberen Formwerkzeugs 200 der Formvorrichtung wird z.B. auf etwa 150 °C bis 200 °C eingestellt, was zum Formen und Aushärten der Harzzusammensetzung zum Fixieren des Rotorkerns geeignet ist. In diesem Zustand wird die Fixierharzzusammensetzung in der Tablettenform in die Vertiefung 210 des oberen Formwerkzeugs 200 zugeführt. Die Fixierharzzusammensetzung in der Tablettenform, die in die Vertiefung 210 des oberen Formwerkzeugs 200 zugeführt wird, liegt durch Erwärmen derselben in der Vertiefung 210 im geschmolzenen Zustand vor.
Anschließend wird die Fixierharzzusammensetzung im geschmolzenen Zustand durch einen Stempel (Extrusionsmechanismus) aus der Vertiefung 210 extrudiert. Ferner bewegt sich die Fixierharzzusammensetzung durch den Strömungsdurchgang 220 und wird in den Trennabschnitt zwischen dem Lochabschnitt und dem Magneten gefüllt. Dabei wird der Rotorkern durch eine Wärmeleitung von dem Formwerkzeug (dem unteren Formwerkzeug und dem oberen Formwerkzeug 200) erwärmt, wodurch die darin gefüllte Fixierharzzusammensetzung unter Bildung eines Fixierelements ausgehärtet wird. Dabei kann die Temperaturbedingung auf z.B. 150 °C bis 200 °C eingestellt werden. Ferner kann die Aushärtungszeit z.B. auf 30 Sekunden bis 180 Sekunden eingestellt werden. Folglich wird der Magnet 120, der in den Lochabschnitt 150 eingesetzt ist, durch das Fixierelement 130 fixiert. Danach wird das obere Formwerkzeug 200 von der oberen Oberfläche des Rotorkerns getrennt. Dann wird die Welle 170 in das Durchgangsloch des Rotorkerns 110 eingesetzt, während die Welle 170 in dem Rotorkern fixiert und installiert wird.
Durch diesen Vorgang wird der Rotor der vorliegenden Ausführungsform erhalten.
Das Zweistufen-Spritzgussverfahren der vorliegenden Ausführungsform erfordert kein Entformen, wodurch es sich von einem Transferpressverfahren unterscheidet, das bei der Herstellung einer Halbleitervorrichtung verwendet wird.
Beim Zweistufen-Spritzgussverfahren tritt, während die obere Oberfläche des Rotorkerns 110 näher an das obere Formwerkzeug 200 herangebracht wird, das Harz durch den Strömungsdurchgang des oberen Formwerkzeugs 200 hindurch und wird in den Lochabschnitt des Rotorkerns 110 gefüllt. Als Ergebnis wird das Harz nicht zwischen die obere Oberfläche des Rotorkerns 110 und das obere Formwerkzeug 200 gefüllt und das Anbringen und Lösen zwischen dem oberen Formwerkzeug 200 und der oberen Oberfläche wird einfacher.
Andererseits wird bei dem Transferpressverfahren ein Harz in einen Hohlraum zwischen einem Halbleiterchip und einem Formwerkzeug gefüllt und folglich ist es erforderlich, auch ein Entformen von dem Formgegenstand durchzuführen. Als Ergebnis ist eine Trennbarkeit zwischen dem Formwerkzeug und dem Formgegenstand erforderlich, insbesondere für ein Harz, das einen Halbleiterchip einkapselt.
Der Rotor 100 der vorliegenden Ausführungsform kann an Transporteinheiten, wie z.B. Kraftfahrzeugen, wie z.B. Hybridfahrzeugen, Brennstoffzellenfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, Zügen und Booten und Schiffen, montiert werden.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung das Folgende:

[1] Rotor, der mit einem Rotorkern, der an einer Drehwelle fixiert und installiert ist, in dem eine Mehrzahl von Lochabschnitten ausgebildet ist, die entlang des Umfangsabschnitts der Drehwelle angeordnet sind, einem Magneten, der in den Lochabschnitt eingesetzt ist, und dem Fixierelement versehen ist, das in einem Trennabschnitt zwischen dem Lochabschnitt und dem Magneten bereitgestellt ist, wobei die Fixierharzzusammensetzung umfasst:
- ein wärmeaushärtendes Harz (A), das ein Epoxyharz enthält,
- ein Aushärtungsmittel (B) und
- einen anorganischen Füllstoff (C), und
- der Gehalt des anorganischen Füllstoffs (C) 50 Massen-% oder mehr auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung beträgt.
[2] Rotor nach [1], bei dem der anorganische Füllstoff (C) Siliziumoxid enthält.
[3] Rotor nach [2], bei dem der Gehalt von Siliziumoxid 40 Massen-% oder mehr auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung beträgt.
[4] Rotor nach einem von [1] bis [3], bei dem in der Fixierharzzusammensetzung der Gehalt von Aluminiumoxid 10 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung beträgt.
[5] Rotor nach einem von [1] bis [4], bei dem der anorganische Füllstoff (C) zwei oder mehr Arten von kugelförmigem Siliziumoxid mit verschiedenen durchschnittlichen Teilchendurchmessern D₅₀ enthält.
[6] Rotor nach [5], bei dem der durchschnittliche Teilchendurchmesser D₅₀ 75 µm oder weniger beträgt.
[7] Rotor nach einem von [1] bis [6], bei dem das Aushärtungsmittel (B) ein Phenolharz enthält.
[8] Rotor nach einem von [1] bis [7], bei dem die Fixierharzzusammensetzung ferner einen Aushärtungsbeschleuniger (D) umfasst.
[9] Rotor nach [8], bei dem der Aushärtungsbeschleuniger (D) mindestens eines, ausgewählt aus einer tetrasubstituierten Phosphoniumverbindung, einer Phosphobetainverbindung, einem Addukt einer Phosphinverbindung und einer Chinonverbindung und einem Addukt einer Phosphoniumverbindung und einer Silanverbindung, umfasst.
[10] Rotor nach einem von [1] bis [9], bei dem die Fixierharzzusammensetzung ferner ein anorganisches Flammschutzmittel (G) umfasst.
[11] Rotor nach [10], bei dem das anorganische Flammschutzmittel (G) ein Metallhydroxid oder ein Komposit-Metallhydroxid enthält.
[12] Rotor nach einem von [1] bis [11], bei dem die Konzentration der ionischen Verunreinigungen in der Fixierharzzusammensetzung 500 ppm oder weniger beträgt und die ionischen Verunreinigungen mindestens eine, ausgewählt aus Alkalimetallionen, Erdalkalimetallionen und Halogenionen, sind.
[13] Rotor nach einem von [1] bis [12], bei dem die Konzentration der Natriumionen in der Fixierharzzusammensetzung 100 ppm oder weniger beträgt.
[14] Rotor nach einem von [1] bis [13], bei dem die Konzentration der Chlorionen in der Fixierharzzusammensetzung 100 ppm oder weniger beträgt.
[15] Rotor nach einem von [1] bis [14], bei dem die Fixierharzzusammensetzung ferner einen lonenfänger umfasst und der lonenfänger Hydrotalkite oder Wasser-enthaltende Oxide von Elementen, ausgewählt aus Magnesium, Aluminium, Bismut, Titan und Zirkonium, umfasst.
[16] Rotor nach einem von [1] bis [15], bei dem die Fixierharzzusammensetzung ferner ein belastungsverminderndes Mittel umfasst und das belastungsvermindernde Mittel eine Polybutadienverbindung, eine AcrylnitrilButadien-Copolymerisationsverbindung oder eine Silikonverbindung enthält.
[17] Rotor nach einem von [1] bis [16], bei dem der Magnet mit einem Neodymmagneten ausgebildet ist.
[18] Rotor nach einem von [1] bis [17], bei dem das Fixierelement durch Zweistufen-Spritzgießen unter Verwendung der Fixierharzzusammensetzung in der Tablettenform ausgebildet worden ist.
[19] Rotor nach einem von [1] bis [18], bei dem, wenn die Fixierharzzusammensetzung in einen Strömungsdurchgang mit einem Querschnitt mit einer Breite von 3 mm und einer Dicke von 80 µm bei den Bedingungen einer Formwerkzeugtemperatur von 175 °C und einem Formdruck von 6,9 MPa gespritzt wird, die Schlitzströmungslänge 30 mm oder mehr beträgt.
[20] Rotor nach einem von [1] bis [19], bei dem die Glasübergangstemperatur (Tg) des Fixierelements 150 °C oder höher ist.
[21] Rotor nach einem von [1] bis [20], bei dem die Biegefestigkeit des Fixierelements bei 150 °C 70 MPa oder mehr beträgt.
[22] Rotor nach einem von [1] bis [21], bei dem der Biegeelastizitätsmodul des Fixierelements bei 150 °C 1,6 × 10⁴ MPa oder weniger beträgt.
[23] Rotor nach einem von [1] bis [22], bei dem in dem Bereich, der 25 °C oder höher und mit der Glasübergangstemperatur (Tg) des Fixierelements gemäß der vorliegenden Erfindung identisch oder niedriger als diese ist, der lineare Ausdehnungskoeffizient (α1) 10 ppm/°C oder mehr und 25 ppm/°C oder weniger beträgt.
[24] Rotor nach einem von [1] bis [23], bei dem die Hochleistungsviskosität der Fixierharzzusammensetzung, die bei einer Messtemperatur von 175 °C und einer Belastung von 10 kg unter Verwendung eines Hochleistungsviskosität-Messgeräts gemessen wird, 6 Pa · s oder mehr und 50 Pa · s oder weniger beträgt.
[25] Rotor nach einem von [1] bis [24], bei dem die Gelzeit der Fixierharzzusammensetzung bei 175 °C vorzugsweise 10 Sekunden oder mehr und 40 Sekunden oder weniger beträgt.
[26] Rotor nach einem von [1] bis [25], bei dem die Spiralströmung der Fixierharzzusammensetzung 50 cm oder mehr beträgt.
[27] Rotor nach einem von [1] bis [26], bei dem, wenn das Aushärtungsdrehmoment der Fixierharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung im Zeitverlauf bei einer Messtemperatur von 175 °C unter Verwendung eines Curelastometers gemessen wird, der Aushärtungsdrehmomentwert bei 60 Sekunden nach dem Beginn der Messung als T₆₀ festgelegt ist und der maximale Aushärtungsdrehmomentwert bis 300 Sekunden nach dem Beginn der Messung als T_max festgelegt ist, das Verhältnis des Aushärtungsdrehmomentwerts bei 60 Sekunden nach dem Beginn der Messung zu dem maximalen Aushärtungsdrehmomentwert bis 300 Sekunden nach dem Beginn der Messung, T₆₀/T_max (%), 40 % oder mehr beträgt.
[28] Kraftfahrzeug, das mit dem Rotor nach einem von [1] bis [27] ausgestattet ist.
[29] Verfahren zur Herstellung eines Rotors, umfassend:
- einen Schritt des Herstellens des Rotorkerns, in dem eine Mehrzahl von Lochabschnitten ausgebildet ist, die entlang der Umfangsabschnitts eines Durchgangslochs angeordnet sind, durch das eine Drehwelle hindurchtritt,
- einen Schritt des Einsetzens eines Magneten in den Lochabschnitt,
- einen Schritt des Füllens einer Fixierharzzusammensetzung in einen Trennabschnitt zwischen dem Lochabschnitt und dem Magneten,
- einen Schritt des Aushärtens der Harzzusammensetzung zum Erhalten eines Fixierelements und
- einen Schritt des Einsetzens der Welle in das Durchgangsloch des Rotorkerns, während die Welle in dem Rotorkern fixiert und installiert wird,
- wobei die Fixierharzzusammensetzung
- ein wärmeaushärtendes Harz (A), das ein Epoxyharz enthält,
- ein Aushärtungsmittel (B) und
- einen anorganischen Füllstoff (C) umfasst, und
- der Gehalt des anorganischen Füllstoffs (C) 50 Massen-% oder mehr auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung beträgt.

[Beispiele]
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung in keinerlei Weise auf die Beschreibung in den Beispielen beschränkt. Falls spezifisch nichts anderes angegeben ist, bezeichnen „Teil(e)“ und „%“, wie sie nachstehend beschrieben sind, „Massenteil(e)“ bzw. „Massen-%“.
Die Ausgangsmaterialien, die in den jeweiligen Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet werden, sind nachstehend gezeigt.
(Wärmeaushärtendes Harz (A))

Epoxyharz 1: Epoxyharz des ortho-Kresol-Novolak-Typs (hergestellt von DIC Corporation, EPICLON N-665, Epoxyäquivalente 198 g/Äqu., Erweichungspunkt 62 °C)
Epoxyharz 2: Epoxyharz des ortho-Kresol-Novolak-Typs (hergestellt von DIC Corporation, EPICLON N-670, Epoxyäquivalente 199 g/Äqu., Erweichungspunkt 65 °C)
Epoxyharz 3: Epoxyharz des ortho-Kresol-Novolak-Typs (hergestellt von DIC Corporation, EPICLON N-690, Epoxyäquivalente 200 g/Äqu., Erweichungspunkt 92 °C)
Epoxyharz 4: Epoxyharz des Bisphenol A-Novolak-Typs (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation, jER1001, Epoxyäquivalente 475 g/Äqu., Erweichungspunkt 64 °C)

(Aushärtungsmittel (B))
Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis 1: Phenolharz des Novolak-Typs (hergestellt von Sumitomo Bakelite Co., Ltd., PR-51714, Hydroxylgruppenäquivalente 104 g/Äqu., Erweichungspunkt 92 °C)
Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis 2: Phenolharz des Novolak-Typs (hergestellt von Sumitomo Bakelite Co., Ltd., PR-51470, Hydroxylgruppenäquivalente 104 g/Äqu., Erweichungspunkt 110 °C)
(Anorganischer Füllstoff (C))
Kugelförmiges Quarzglas 1 (hergestellt von Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha, FB-950, durchschnittlicher Teilchendurchmesser D₅₀ 38 µm)
Kugelförmiges Quarzglas 2 (hergestellt von Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha, FB-35, durchschnittlicher Teilchendurchmesser D₅₀ 15 µm)
Aluminiumoxid (hergestellt von Nippon Light Metal Company, Ltd., A13, durchschnittlicher Teilchendurchmesser D₅₀ 50 µm)
(Aushärtungsbeschleunigungsmittel (D))
Aushärtungsbeschleunigungsmittel 1: Triphenylphosphin
Aushärtungsbeschleunigungsmittel 2: Aushärtungsbeschleunigungsmittel, das durch die folgende Formel (7) dargestellt ist
Aushärtungsbeschleunigungsmittel 3: Aushärtungsbeschleunigungsmittel, das durch die folgende Formel (8) dargestellt ist
Aushärtungsbeschleunigungsmittel 4: Aushärtungsbeschleunigungsmittel, das durch die folgende Formel (9) dargestellt ist
Aushärtungsbeschleunigungsmittel 5: Aushärtungsbeschleunigungsmittel, das durch die folgende Formel (10) dargestellt ist
Aushärtungsbeschleunigungsmittel 6: Aushärtungsbeschleunigungsmittel, das durch die folgende Formel (11) dargestellt ist
(Haftvermittler (F))

Silanhaftvermittler 1: Phenylaminopropyltrimethoxysilan (hergestellt von Dow Corning Toray Co., Ltd., CF4083)
Silanhaftvermittler 2: γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-403)

(Anorganisches Flammschutzmittel (G))
Aluminiumhydroxid (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd., CL-303)
(Andere Zusätze)

lonenfänger: Hydrotalkit (hergestellt von Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., Handelsbezeichnung DHT-4H)
Farbmittel: Ruß (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation, MA600)
Trennmittel: Montanesterwachs (hergestellt von Hoechst, Hoechst Wachs E)
Belastungsverminderndes Mittel 1: Silikonharz (hergestellt von Nikko Fine Product Co., Ltd., MSP-150)
Belastungsverminderndes Mittel 2: Silikonöl (hergestellt von Nippon Unicar Co., Ltd., FZ-3730)

Bezüglich der Beispiele wurden die jeweiligen Komponenten gemäß den Mischmengen, die in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt sind, bei Normaltemperatur unter Verwendung eines Mischers gemischt, so dass ein Zwischenprodukt in Pulverform erhalten wurde. Das erhaltene Zwischenprodukt in Pulverform wurde in eine automatische Beschickungseinrichtung (Einfülltrichter) eingebracht, quantitativ einer Heizwalze bei 80 °C bis 100 °C zugeführt und schmelzgeknetet. Danach wurde das Zwischenprodukt abgekühlt und dann pulverisiert, so dass eine Fixierharzzusammensetzung erhalten wurde. Die erhaltene Fixierharzzusammensetzung wurde mittels einer Formvorrichtung einem Tablettenformen unterzogen, so dass eine Tablette erhalten worden ist.
Andererseits wurde ein Rotor in der folgenden Weise unter Verwendung einer mit einem in der 2 gezeigten oberen Formwerkzeug 200 versehenen Zweistufen-Spritzgussvorrichtung hergestellt. Zuerst wurde der Rotorkern in dem unteren Formwerkzeug einer Formvorrichtung fixiert und anschließend wurde ein Neodymmagnet in den Lochabschnitt eines Rotorkerns eingesetzt. Dann wurde das untere Formwerkzeug angehoben und das obere Formwerkzeug 200 wurde auf die obere Oberfläche des Rotorkerns gepresst. Anschließend wurde die Fixierharzzusammensetzung in der Tablettenform der Vertiefung 210 des oberen Formwerkzeugs 200 zugeführt und dann wurde die Fixierharzzusammensetzung im geschmolzenen Zustand von der Vertiefung 210 durch einen Stempel extrudiert. Die Fixierharzzusammensetzung wurde in einen Trennabschnitt zwischen dem Lochabschnitt und einem Neodymmagneten gefüllt und erwärmt und ausgehärtet, so dass ein Fixierelement gebildet wurde, wodurch ein Rotor erhalten wurde. Dabei waren die Formbedingungen wie folgt: Rotorkerntemperatur: 160 °C und Aushärtungszeit: 120 Sekunden.
Für die Fixierharzzusammensetzung und den Rotor, die erhalten worden sind, wurden die nachstehend gezeigten Messungen und Bewertungen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt. Die Rotoren in den Beispielen wiesen eine hervorragende Festigkeit auf.
(Bewertungsgegenstände)
Konzentration von ionischen Verunreinigungen: Die Fixierharzzusammensetzung wurde bei den Bedingungen von 175 °C und 180 Sekunden geformt und ausgehärtet und dann mit einem Pulverisiergerät pulverisiert, so dass ein Pulver eines ausgehärteten Produkts erhalten worden ist. Das ausgehärtete Produkt wurde in reinem Wasser bei 120 °C für 24 Stunden behandelt, so dass Metallionen in reines Wasser extrahiert wurden. Danach wurde die Konzentration unter Verwendung einer induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS) gemessen. Die Einheit ist ppm. Die Gesamtkonzentrationen ionischer Verunreinigungen, die Natriumionenkonzentrationen und die Chlorionenkonzentrationen sind in den Tabellen gezeigt.
Spiralströmung: Die Fixierharzzusammensetzung wurde in ein Formwerkzeug für eine Spiralströmungsmessung gemäß ANSI/ASTM D3123-72 mittels einer Formmaschine (KTS-15, hergestellt von Kohtaki Precision Machine Co., Ltd.) bei den Bedingungen von 175 °C, eines Spritzdrucks von 6,9 MPa und einer Haltezeit von 120 Sekunden gespritzt und die Strömungslänge wurde gemessen. Die Strömungslänge ist ein Parameter der Fließfähigkeit und ein größerer Wert derselben gibt eine bessere Fließfähigkeit an. Die Einheit ist cm.
Gelzeit: Die Fixierharzzusammensetzung wurde auf eine auf 175 °C eingestellte Heizplatte aufgebracht und dann mit einem Spatel bei einem Hub von etwa einmal/Sekunde geknetet. Nachdem die Fixierharzzusammensetzung durch die Wärme geschmolzen war, wurde die Zeit, die für das Aushärten erforderlich war, gemessen und als Gelzeit festgelegt. Die Einheit ist Sekunden.
Hochleistungsviskosität: Etwa 2,5 g der Fixierharzzusammensetzung wurden zu einer Tablette geformt (Durchmesser von 11 mm, Höhe von etwa 15 mm) und dann wurde die Hochleistungsviskosität unter Verwendung eines Hochleistungsviskosität-Messgeräts (CFT-500D, hergestellt von Shimadzu Corporation) mit Düsen (Austrittsdüsen) mit einem Durchmesser von 0,5 mm und einer Länge von 1,0 mm bei den Bedingungen einer Messtemperatur von 175 °C und einer Belastung von 10 kg gemessen. Die Einheit war Pa · s.
Curelast-Drehmomentverhältnis: Wenn das Aushärtungsdrehmoment der Fixierharzzusammensetzung im Zeitverlauf bei einer Messtemperatur von 175 °C unter Verwendung eines Curelastometers (JSR Curelastometer IVPS-Typ, hergestellt von Orientec Co., Ltd.) gemessen wurde, der Aushärtungsdrehmomentwert bei 60 Sekunden nach dem Beginn der Messung als T₆₀ festgelegt wurde und der maximale Aushärtungsdrehmomentwert bis 300 Sekunden nach dem Beginn der Messung als Tmax festgelegt wurde, das Verhältnis des Aushärtungsdrehmomentwerts bei 60 Sekunden nach dem Beginn der Messung zu dem maximalen Aushärtungsdrehmomentwert bis 300 Sekunden nach dem Beginn der Messung, T₆₀/T_max (%), als Curelast-Drehmomentverhältnis bestimmt wurde. Das Drehmoment in dem Curelastometer ist ein Parameter für die Wärmesteifigkeit und ein größeres Curelast-Drehmomentverhältnis zeigt eine bessere Aushärtbarkeit.
Schlitzströmungslänge: Die Fixierharzzusammensetzung wurde in ein Formwerkzeug, das radial mit Rillen (Schlitzen) versehen war, die jeweils eine spezifische Dicke mit offenen Spitzen aufwiesen, bei den Bedingungen einer Formwerkzeugtemperatur von 175 °C, eines Formdrucks von 6,9 MPa, einer Spritzzeit von 20 Sekunden und einer Aushärtungszeit von 90 Sekunden spritzgegossen, und die Schlitzströmungslänge wurde mit einem Messschieber als die Länge des Harzes gemessen, das aus dem Schlitz mit einer Breite von 3 mm und eine Dicke von 80 µm ausströmte. Die Einheit ist mm.
Rotorformbarkeit: Ein Formwerkzeug (mit einer Breite von 30 mm, einer Dicke von 4 mm und einer Tiefe von 75 mm der Lochabschnitte) als elektromagnetisches Stahlblech mit einem Metallstück (mit einer Breite von 28 mm, einer Dicke von 3,5 mm und einer Länge von 74 mm) als Magnet, der in das Formwerkzeug eingesetzt war, wurde in eine Formmaschine eingebracht und ein oberes Formwerkzeug wurde auf die obere Oberfläche des Formwerkzeugs gepresst. Wenn das Formwerkzeug 170 °C erreichte, wurde die Fixierharzzusammensetzung spritzgegossen und das Formwerkzeug wurde aus der Formmaschine nach einer Aushärtungszeit von 120 Sekunden entnommen. Das Aussehen des Formgegenstands wurde visuell untersucht, um zu prüfen, ob irgendwelche Anomalien, wie z.B. Hohlräume, vorlagen. Der Zustand, bei dem keine Anomalie, wie z.B. ein Hohlraum, vorlag, wird als o bezeichnet, und der Zustand, bei dem eine Anomalie, wie z.B. ein Hohlraum, vorlag, wird als × bezeichnet.
Glasübergangstemperatur und linearer Ausdehnungskoeffizient (α1, α2): Die Fixierharzzusammensetzung wurde unter Verwendung einer Formmaschine (KTS-30, hergestellt von Kohtaki Precision Machine Co., Ltd.) bei den Bedingungen einer Formwerkzeugtemperatur von 175 °C, eines Spritzdrucks von 9,8 MPa und einer Aushärtungszeit von 2 Minuten spritzgegossen, so dass ein Prüfkörper von 4 mm × 4 mm × 15 mm erhalten wurde. Nach dem Nachhärten des erhaltenen Prüfkörpers bei 175 °C für 4 Stunden wurden der lineare Ausdehnungskoeffizient (α1) in dem Bereich der Glastemperatur oder niedriger und der lineare Ausdehnungskoeffizient (α2) in dem Bereich, der dem Kautschukzustand entspricht, aus der Auftragung bestimmt, und zwar gemessen bei einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von 5 °C/min in dem Temperaturbereich in einem Messtemperaturbereich von 0 °C bis 320 °C unter Verwendung eines thermomechanischen Analysegeräts (TMA100, hergestellt von Seiko Instruments Inc.). Ferner wurde der Schnittpunkt der verlängerten Linien der bestimmten α1 und α2 als Glasübergangstemperatur festgelegt. Die Einheit der Glasübergangstemperatur war °C und die Einheit der lineare Ausdehnungskoeffizienten (α1, α2) war ppm/°C.
Biegefestigkeit und Biegeelastizitätsmodul (150 °C): Die Fixierharzzusammensetzung wurde unter Verwendung einer Formmaschine (KTS-30, hergestellt von Kohtaki Precision Machine Co., Ltd.) bei den Bedingungen einer Formwerkzeugtemperatur von 175 °C, eines Spritzdrucks von 9,8 MPa und einer Aushärtungszeit von 120 Sekunden spritzgegossen, so dass ein Formgegenstand mit einer Länge von 80 mm, einer Breite von 10 mm und einer Dicke von 4 mm erhalten wurde. Der erhaltene Formgegenstand wurde in einer Nachbehandlung bei 175 °C für 8 Stunden wärmebehandelt, so dass ein Prüfkörper erhalten wurde. Die Biegefestigkeit und der Biegeelastizitätsmodul des Prüfkörpers wurden an der Luft bei 150 °C gemäß JIS K 6911 gemessen. Die Einheit war MPa.

Ölbeständigkeit: Die Prüfkörper (Formgegenstände), die für die Messung der Biegefestigkeit und des Biegeelastizitätsmoduls erhalten worden sind, wurden in einem druckfesten Behälter angeordnet und bei einer Temperatur von 150 °C für 1000 Stunden in dem Zustand eingetaucht, bei dem ein ATF-Öl (Nissan Matic Fluid D) in den druckfesten Behälter gefüllt war. Dann wurden mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren die Biegefestigkeit und der Elastizitätsmodul gemessen. Für die Anfangswerte vor dem Eintauchen in ATF-Öl wurde eine Variation innerhalb von 10 % als o bezeichnet und eine Variation von mehr als 10 % wurde als × bezeichnet. [Tabelle 1]

		Beispiel
		1	2	3	4	5	6	7	8
Wärmeaushärtendes Harz (A)	Epoxyharz 1
	Epoxyharz 2
	Epoxyharz 3
	Epoxyharz 4	36,50	20,00	20,00	20,00	20,00	20,00	20,00	20,00
Aushärtungsmittel (B)	Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis 1	7,60	4,25	4,25	4,25	4,20	4,20	4,20	4,20
Aushärtungsmittel (B)	Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis 2
Anorganischer Füllstoff (C)	Kugelförmiges Quarzglas 1 Kugelförmiges Quarzglas 2	55,0	75,0	70,0	37,5	75,0	75,0	75,0	75,0
	Kugelförmiges Quarzglas 1 Kugelförmiges Quarzglas 2				37,5
	Aluminiumoxid			5,0
Aushärtungsbeschleuniger (D)	Aushärtungsbeschleuniger 1	0,50	0,35	0,35	0,35
	Aushärtungsbeschleuniger 2					0,40
	Aushärtungsbeschleuniger 3						0,40
	Aushärtungsbeschleuniger 4							0,40
	Aushärtungsbeschleuniger 5								0,40
	Aushärtungsbeschleuniger 6
Haftvermittler (F)	Silanhaftvermittler 1
Haftvermittler (F)	Silanhaftvermittler 2	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20
Anorganisches Flammschutzmittel (G)	Aluminiumhydroxid

[Tabelle 1 Fortsetzung]

Andere Zusätze	Hydrotalkit
	Ruß
	Montanesterwachs	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20
	Belastungsverminderndes Mittel 1
	Belastungsverminderndes Mittel 2
Konzentration ionischer Verunreinigungen	Gesamt [ppm]	80	70	80	70	70	70	70	70
	Natriumionen [ppm]	10	9	9	9	9	9	9	9
	Chlorionen [ppm]	20	18	18	18	18	18	18	18
Strömungsaushärtungseigenschaften	Spiralströmung [cm]	100	60	55	70	80	85	90	100
	Gelzeit [s]	25	27	28	26	30	32	35	55
	Hochleistungsviskosität [Pa · s]	12	15	29	14	14	14	14	14
	Curelast-Drehmomentverhältnis [%]	50	60	55	60	60	60	60	60
Formbarkeit	Schlitzströmungslänge mm	70	50	40	55	60	70	70	70
Formbarkeit	Rotorformbarkeit	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯
Eigenschaften des ausgehärteten Produkts	Glasübergangstemperatur [°C]	155	155	160	155	155	155	155	155
	Linearer Ausdehnungskoeffizient (α1) [ppm/°C]	20	17	18	17	17	17	17	17
	Linearer Ausdehnungskoeffizient (α2) [ppm/°C]	80	70	73	70	70	70	70	70
	Biegefestigkeit (150 °C) [MPa]	100	110	110	115	115	115	115	115
	Biegeelastizitätsmodul (150 °C) [MPa]	8000	12000	13000	12000	12000	12000	12000	12000
	Ölbeständigkeit	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯

[Tabelle 2]

		Beispiel
		9	10	11	12	13	14	15	16
Wärmeaushärtendes Harz (A)	Epoxvharz 1						16,25	16,25	16,25
	Epoxyharz 2
	Epoxyharz 3
	Epoxyharz 4	20,00	20,00	19,10	19,10	19,10
Aushärtungsmittel (B)	Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis 1	4,20	4,25	4,15	4,15	4,15	8,00	8,00	8,00
Aushärtungsmittel (B)	Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis 2
Anorganischer Füllstoff (C)	Kugelförmiges Quarzglas 1	75,0	60,0	75,0	75,0	75,0	75,0	37,5	30,0
	Kugelförmiges Quarzglas 2							37,5	30,0
	Aluminiumoxid
Aushärtungsbeschleuniger (D)	Aushärtunqsbeschleuniqer 1		0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35
	Aushärtungsbeschleuniger 2
	Aushärtungsbeschleuniger 3
	Aushärtungsbeschleuniger 4
	Aushärtungsbeschleuniger 5
	Aushärtungsbeschleuniger 6	0,40
Haftvermittler (F)	Silanhaftvermittler 1
Haftvermittler (F)	Silanhaftvermittler 2	0,20	0,20	0,20	020	0,20	0,20	0,20	0,20
Anorganisches Flammschutzmittel (G)	Aluminiumhydroxid		15,0						15,0

[Tabelle 2 Fortsetzung]

Andere Zusätze	Hydrotalkit
	Ruß
	Montanesterwachs	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20
	Belastungsverminderndes Mittel 1			1,00		1,00
	Belastungsverminderndes Mittel 2				1,00	1,00
Konzentration ionischer Verunreinigungen	Gesamt [ppm]	70	80	75	75	80	50	50	60
	Natriumionen [ppm]	9	16	9	9	9	5	5	10
	Chlorionen [ppm]	18	18	18	18	18	10	10	10
Strömungsaushärtungseigenschaften	Spiralströmung [cm]	75	60	60	60	60	70	80	70
	Gelzeit [s]	28	27	27	27	27	25	23	25
	Hochleistungsviskosität [Pa · s]	14	15	15	15	15	14	14	14
	Curelast-Drehmomentverhältnis [%]	60	60	60	60	60	70	70	70
Formbarkeit	Schlitzströmungslänge [mm]	60	50	45	50	40	50	60	55
Formbarkeit	Rotorformbarkeit	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯
Eigenschaften des ausgehärteten Produkts	Glasübergangstemperatur [°C]	155	160	160	160	160	165	165	165
	Linearer Ausdehnungskoeffizient (α1) [ppm/°C]	17	17	17	17	17	17	17	17
	Linearer Ausdehnungskoeffizient (α2) [ppm/°C]	70	72	72	72	72	70	70	70
	Biegefestigkeit (150 °C) [MPa]	115	110	110	110	110	110	110	110
	Biegeelastizitätsmodul (150°C) [MPa]	13000	12000	11500	11500	11000	12000	12000	12000
	Ölbeständigkeit	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯

[Tabelle 3]

		Beispiel
		17	18	19	20	21
Wärmeaushärtendes Harz (A)	Epoxyharz 1	15,50	15,50	15,00	14,50	7,35
	Epoxyharz 2					7,35
	Epoxyharz 3
	Epoxyharz 4
Aushärtungsmittel (B)	Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis 1	7,75	7,75	7,25	7,50	3,50
Aushärtungsmittel (B)	Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis 2					3,50
Anorganischer Füllstoff (C)	Kugelförmiges Quarzglas 1	30,0	30,0	30,0	30,0	30,0
	Kugelförmiges Quarzglas 2	30,0	30,0	30,0	30,0	30,0
	Aluminiumoxid
Aushärtungsbeschleuniger (D)	Aushärtungsbeschleuniger 1	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35
	Aushärtungsbeschleuniger 2
	Aushärtungsbeschleuniger 3
	Aushärtungsbeschleuniger 4
	Aushärtungsbeschleuniger 5
	Aushärtunqsbeschleuniqer 6
Haftvermittler (F)	Silanhaftvermittler 1					0,40
Haftvermittler (F)	Silanhaftvermittler 2	0,20	0,20	0,20	0,20
Anorganisches Flammschutzmittel (G)	Aluminiumhydroxid	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0

[Tabelle 3 Fortsetzung]

Andere Zusätze	Hydrotalkit					0,10
	Ruß				0,25	0,25
	Montanesterwachs	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20
	Belastungsverminderndes Mittel 1	1,00		1,00	1,00	1,00
	Belastungsverminderndes Mittel 2		1,00	1,00	1,00	1,00
Konzentration ionischer Verunreinigungen	Gesamt [ppm]	65	65	70	70	60
	Natriumionen [ppm]	10	10	10	10	10
	Chlorionen [ppm]	10	10	10	10	10
Strömungsaushärtungseigenschaften	Spiralströmung [cm]	70	70	70	70	70
	Gelzeit [s]	25	25	25	25	20
	Hochleistungsviskosität [Pa · s]	14	14	14	14	17
	Curelast-Drehmomentverhältnis [%]	70	70	70	70	80
Formbarkeit	Schlitzströmungslänge [mm]	50	45	40	40	40
Formbarkeit	Rotorformbarkeit	◯	◯	◯	◯	◯
Eigenschaften des ausgehärteten Produkts	Glasübergangstemperatur [°C]	165	165	165	165	165
	Linearer Ausdehnungskoeffizient (α1) [ppm/°C]	17	17	17	17	18
	Linearer Ausdehnungskoeffizient (α2) [ppm/°C]	70	70	70	70	65
	Biegefestigkeit (150 °C) [MPa]	110	110	110	110	110
	Biegeelastizitätsmodul (150 °C) [MPa]	11500	11500	11000	11000	11000
	Ölbeständigkeit	◯	◯	◯	◯	◯

Aus den Beispielen 1 bis 21 ist ersichtlich, dass ein Rotor mit einer hervorragenden mechanischen Festigkeit, wie z.B. einer Rotorformbarkeit, erhalten wird. Ferner weisen verglichen mit den vorliegenden Beispielen die Epoxyharz-Formmaterialien der Beispiele 1 und 3, die in dem Patentdokument 2 beschrieben sind, ein verschlechtertes Rotorformbarkeit und verschlechterte Strömungsaushärtungseigenschaften auf.
Ferner ist ersichtlich, dass die Ausführungsformen und eine Mehrzahl von Modifizierungen davon, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, innerhalb eines Bereichs von Inhalten kombiniert werden können, die in einem Konflikt zueinander stehen. Ferner sind die Strukturen der jeweiligen Abschnitte in den Ausführungsformen und einer Mehrzahl von Modifizierungen davon, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, vorstehend spezifisch beschrieben, jedoch können verschiedene Modifizierungen innerhalb eines Bereichs hinzugefügt werden, der die vorliegende Erfindung erfüllt.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität auf der Basis der internationalen Patentanmeldung JP 2010/005406 , die am 2. September 2010 eingereicht worden ist, wobei deren gesamte Offenbarung unter Bezugnahme vollständig hierin einbezogen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010/005406 [0158]

Claims

Fixierharzzusammensetzung, die zum Bilden eines Fixierelements in einem Rotor (100) verwendet wird, der mit einem Rotorkern (110), der an einer Drehwelle (170) fixiert und installiert ist, in dem eine Mehrzahl von Lochabschnitten (150) ausgebildet ist, die entlang des Umfangsabschnitts der Drehwelle (170) angeordnet sind, einem Magneten (120), der in den Lochabschnitt (150) eingesetzt ist, und dem Fixierelement (130) versehen ist, das in einem Trennabschnitt (140) zwischen dem Lochabschnitt (150) und dem Magneten (120) bereitgestellt ist, wobei die Fixierharzzusammensetzung einschließt: ein wärmeaushärtendes Harz (A), das ein Epoxyharz (A1) enthält, ein Aushärtungsmittel (B) und einen anorganischen Füllstoff (C), wobei der Gehalt des anorganischen Füllstoffs (C) 50 Massen-% oder mehr und 93 Massen-% oder weniger auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung beträgt.
Fixierharzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das wärmeaushärtende Harz (A), das ein Epoxyharz enthält, ausgewählt ist aus einem Epoxyharz vom Phenol-Novolak-Typ, einem Epoxyharz vom Kresol-Novolak-Typ, einem Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ oder einem Epoxyharz vom Bisphenol-F-Typ.
Fixierharzzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gehalt des wärmeaushärtenden Harzes (A) 5 Massen-% oder mehr und 40 Massen-% oder weniger beträgt, auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehaltes der Fixierharzzusammensetzung .
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die untere Grenze des Gehalts des Epoxyharzes (A1) 70 Massen-% oder mehr und 100 Massen-% oder weniger beträgt, auf der Basis von 100 Massen-% des wärmeaushärtenden Harzes (A).
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Aushärtungsmittel (B) ein Aushärtungsmittel auf Phenolharzbasis ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Harzen vom Novolak-Typ, einschließlich eines Phenol-Novolak-Harzes, eines Kresol-Novolak-Harzes und eines Naphthol-Novolak-Harzes; Phenolharzen vom polyfunktionellen Typ, einschließlich eines Phenolharzes vom Triphenolmethan-Typ; modifizierte Phenolharze, einschließlich eines terpenmodifizierten Phenolharzes und eines dicyclopentadienmodifizierten Phenolharzes; Harze vom Aralkyltyp, einschließlich eines Phenol-Aralkylharzes mit einem Phenylenskelett und/oder einem Biphenylenskelett und eines Naphthol-Aralkylharzes mit einem Phenylenskelett und/oder einem Biphenylenskelett; und Bisphenolverbindungen, einschließlich Bisphenol A und Bisphenol F, die entweder einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren Arten davon verwendet werden.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die untere Grenze des Gehalts des Aushärtungsmittels (B) in der Fixierharzzusammensetzung 0,8 Massen-% oder mehr und 12 Massen-% oder weniger beträgt, auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der anorganische Füllstoff ausgewählt ist aus geschmolzenem Siliciumdioxid, einschließlich geschmolzenem, zerkleinertem Siliciumdioxid und geschmolzenem, kugelförmigem Siliciumdioxid, und kristallinem Siliciumdioxid.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der mittlere Teilchendurchmesser D50 des anorganischen Füllstoffs (C) 0,01 µm oder mehr und 75 µm oder weniger beträgt.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Gehalt des anorganischen Füllstoffs (C) 65 Massen-% oder mehr, auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung, beträgt.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Gehalt des anorganischen Füllstoffs (C) 90 Massen-% oder weniger, auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtgehalts der Fixierharzzusammensetzung, beträgt.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiter umfassend einen Aushärtungsbeschleuniger (D).
Fixierharzzusammensetzung nach Anspruch 11, wobei der Aushärtungsbeschleuniger (D) ausgewählt ist aus phosphoratomhaltigen Verbindungen, einschließlich eines organischen Phosphins, einer tetrasubstituierten Phosphoniumverbindung, einer Phosphobetainverbindung, einem Addukt einer Phosphinverbindung und einer Chinonverbindung und einem Addukt einer Phosphoniumverbindung und einer Silanverbindung.
Fixierharzzusammensetzung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die untere Grenze des Gehalts des Aushärtungsbeschleunigers (D) 0,1 Massen-% oder mehr und 3 Massen-% oder weniger beträgt, auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtwerts der gesamten Fixierharzzusammensetzung.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, weiter umfassend einen Silan-Haftvermittler (F) in einer Menge von 0,01 Massen-% oder mehr und 1 Massen-% oder weniger, auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtwertes der gesamten Fixierharzzusammensetzung.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, weiter umfassend ein anorganisches Flammschutzmittel (G) in einer Menge von 1 Massen-% oder mehr und 20 Massen-% oder weniger, auf der Basis von 100 Massen-% des Gesamtwertes der gesamten Fixierharzzusammensetzung.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Obergrenze der Konzentration der ionischen Verunreinigungen gleich oder weniger als 500 ppm, auf der Basis der Fixierharzzusammensetzung, beträgt.
Fixierharzzusammensetzung nach Anspruch 16, wobei die Obergrenze der Konzentration von Natriumionen gleich oder weniger als 100 ppm, auf der Basis der Fixierharzzusammensetzung, beträgt.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Viskosität der Fixierharzzusammensetzung, gemessen bei einer Messtemperatur von 175°C und einer Last von 10 kg unter Verwendung einer Hochformel-Viskositätsmessvorrichtung, 6 Pa·s oder mehr und 50 Pa·s oder weniger beträgt.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Gelzeit der Fixierharzzusammensetzung bei 175°C 10 Sekunden oder mehr und 40 Sekunden oder weniger beträgt.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die spiralförmige Strömung der Fixierharzzusammensetzung 50 cm oder mehr beträgt.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Biegefestigkeit der ausgehärteten Fixierharzzusammensetzung bei 150°C 70 MPa oder mehr beträgt.
Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei der Biegeelastizitätsmodul der ausgehärteten Fixierharzzusammensetzung bei 150°C 1,6×10⁴ MPa oder weniger beträgt.
Rotor (100), versehen mit einem Rotorkern (110), der an einer Drehwelle (170) fixiert und installiert ist, in dem eine Mehrzahl von Lochabschnitten (150) ausgebildet ist, die entlang des Umfangsabschnitts der Drehwelle (170) angeordnet sind, einem Magneten (120), der in den Lochabschnitt (150) eingesetzt ist, und einem Fixierelement (130), das durch Aushärten einer Fixierharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 22 gebildet ist und in einen Trennabschnitt (140) zwischen dem Lochabschnitt (150) und dem Magneten (120) gefüllt ist.
Rotor (100) nach Anspruch 23, wobei die Biegefestigkeit des Befestigungselements bei 150°C 70 MPa oder mehr beträgt.
Rotor (100) nach Anspruch 23 oder 24, wobei der Biegeelastizitätsmodul des Befestigungselements bei 150°C 1,6×10⁴ MPa oder weniger beträgt.
Rotor (100) nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei der Rotorkern (110) durch Laminieren einer Mehrzahl von elektromagnetischen Stahlplatten (110) gebildet ist.